430课件.docx
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430课件
实验一MSP430开发环境与程序设计
一、实验目的
1.掌握MSP430开发环境——IAREmbeddedWorkbench的使用方法
2.学会使用IAREmbeddedWorkbench来开发简单的C语言和汇编语言程序，并掌握常用的调试方法。
二、IAREmbeddedWorkbench开发环境
MSP430开发需要硬件和软件两方面环境，本书以MSP430F149为例进行介绍，其他产品开发过程与此类似。
硬件环境非常简单，只需一台PC、一个JTAG仿真器和开发板。
软件开发环境常用IAR公司的IAREmbeddedWorkbench嵌入式工作台以及仿真器C-SPY和AQ430,本章仅介绍IAR产品。
3.1硬件环境
MSP430FLASH单片机内有JTAG调试接口和电可擦除FLASH存储器，开发调试十分方便，只需一台PC、一个JTAG仿真器和一块开发板（FlashEmulationTool），简单功能调试时可有仿真器供电，开发板不需外加电源。
开发调试时可先将程序下载到FLASH中，通过软件控制程序运行，芯片中的信息通过JTAG口提供给开发者进行调试。
图E.1PC－JTAG仿真器－开发板连接图
JTAG仿真器一端连接在PC的并口（打印机接口）,另一端连接在开发板上，如图E.1所示。
JTAG仿真器可以购买现成产品也可以自行设计，自行设计可参考本书附录提供的原理图、PCB板图和元器件清单。
3.2IAREmbeddedWorkbench简介
IAREmbeddedWorkbench是一种用于开发应用各种不同的目标处理器的灵活的集成环境。
它提供一个方便的窗口界面用于迅速的开发和调试。
EmbeddedWorkbench支持多种不同的目标处理器，使用项目模式组织应用程序。
它有如下一些特点。
（1）通用性
a）可以在Windows环境下运行；
b）分层的项目（Project）表示；
c）直观的用户界面；
d）工具与编辑器全集成；
e）全面的超文本帮助。
（2）编辑器
a）可以同时编辑汇编和C语言源文件；
b）编辑汇编和C语言程序的句法用文本格式和颜色区别显示；
c）强有力的搜索和置换命令，而且可以多个文件搜索；
d）从出错列表直接跳转到出错的相关文件的相关语句；
e）可以设置在出错语句前标志；
f）圆括号匹配；
g）自动缩进，可以设置自动缩进的空格；
h）每个窗口的多级取消与恢复。
1IAREmbeddedWorkbench安装
在Windows环境下，双击FET_R445.EXE，安装过程中使用默认值。
有两种方式进入IAREmbeddedWorkbench开发环境：
（1）在Windows环境下依次单击“开始”、“程序”、“IARSystems”、“EmbeddedWorkbenchforMSP430V3”、“IAREmbeddedWorkbench”。
注意：
IAREmbeddedWorkbench安装完成之后必须重新启动计算机，否则会导致程序编译的异常。
（2）双击IAREmbeddedWorkbench图标
。
进入嵌入式工作台软件环境后，可以进行程序的编辑、项目的管理、编译及连接工作。
2IAREmbeddedWorkbench使用指南
第一次使用程序编写调试一般需要经过创建工作站、创建并保存工程、创建或加载源文件、保存工作站、设置工作环境（目标芯片、调试方式、仿真器接口类型、工程编译连接和调试七个步骤。
第一步，创建新工作站。
打开IAREmbeddedWorkbench。
单击：
“开始”、“程序”、IARSystems、IAREmbeddedWorkbenchForMSP430V3，自动创建一个新的工作站，出现如2.2所示的界面。
图2.2第一次进入EmbeddedWorkbench
界面提示如下：
Createnewprojectincurrentworkspace：
在新工作站中创建新的工程。
Addexistingprojecttocurrentworkspace：
添加已经存在的工程到当前的工作站中。
Openexistingworkspace:
打开已经存在的工作站。
Exampleworkspace：
打开示例工作站。
根据您的具体情况选择上述4个选项之一。
第二步，创建并保存工程。
单击选项中Createnewprojectinnewworkbench。
出现图2.3界面。
图2.3创建新工程
选择工程类型（Emptyproject、asm、C、C++或xternallybuiltexecutable），若选择的工程类型为Emptyproject，单击“OK”按钮，出现图2.4界面，选择保存路径，同时输入工程文件名（如test），单击保存，一个工程就建立完成了。
图2.4保存新工程
第三步，创建或加载源文件
（1）创建源程序。
单击File，New，File（如图2.5所示）或按快捷键Ctrl+N，出现如图2.4所示的源程序编辑界面。
图2.5创建源程序
图2.6编写源程序
将1.3.4中例子P1端口输出高电平源程序输入编辑窗，结果如图2.6。
编辑过程要注意标点应为英文。
程序代码如下：
ORG1100H;以下指令机器码存储在1100开始的连续存储单元
MOV.B#0FFH,&22H;P1方向寄存器P1DIR切换为输出
MOV.B#0FFH,&21H;P1输出寄存器设为全1,引脚输出高电平
ORG0FFFEH;以下指令机器码存储在0FFFEH开始的连续存储单元
DW1100H;在0FFFEH单元写入1100H
;对MSP430F149而言存储器FFFEH单元
；存储的是第一条指令的地址号
END
伪指令ORG，只在汇编时有用，汇编成的目标程序中就没有了。
在MSP430F149中汇编程序中ORGxxxxH表示下面紧接的一句汇编指令后放在地址xxxxH。
如上述代码第一条指令ORG01100H，表示目标代码43F20022（MOV.B#0FFH,&022H）等顺序存放在地址单元号为1100H开始的存储器单元中，直到遇上另一个ORG语句为止。
程序中DW是伪指令，它的作用是告汇编器在生成目标程序时，在DW当前地址上写入DW后面跟的数据，数据宽度为一个字，本段程序中DW1100H，即在ORG0FFFEH指定的地址单元0FFFFH中写入1100H。
源程序编辑好之后，保存源文件。
单击工具条的保存或文件菜单（File中的Save）出现如图2.7界面，“保存在框”中选择好文件路径目录，“文件类型”框中填入430P1.s43。
注意不要忘记写上文件名后缀.s43，否则第③步添加源程序时无法找到需要的文件。
s43是430汇编语言的源文件扩展名。
图2.5保存源文件
注意，此时源程序虽然编辑完成，但仅仅是一个孤立的文件，不能进行编译、连接操作。
下面需将它加载到工程中进行管理，以便编译、连接生成目标代码。
（2）加载源文件。
点击菜单Project，Addfiles…出现图2.6所示加载源文件界面。
选择相应的文件类型（此处选择汇编程序），出现相应的文件，选中需要加载的文件后，点击“打开”按钮。
源文件加载完成后，出现如图2.7所示界面，在工程Test下出现430P1.s43和Output子目录。
图2.6加载源文件
图2.7源文件加载完成
第四步保存工作站
依次点击File，SaveWorkspace出现如图2.8所示界面，输入文件名TestWorkspace，点击“保存”。
保存工作站工作完成。
图2.8保存工作站
第五步编译环境设置
选中项目名称（test）后，单击鼠标右键，如图2.9所示。
从快捷菜单中选择Options进入图2.10所示参数设置界面。
环境设置需要设置目标芯片类型、仿真方式、仿真器类型等参数。
图2.9进入环境设置
（1）目标芯片设置，即选择需要调试的单片机型号。
在如图2.10设置界面中，从左边Category列表下选择GeneralOptions,在Target页的Device选项中选择目标芯片型号，本例选择MSP430F149。
如果是新建工程且只使用汇编语言需将Assembleronlyproject选中。
否则会出现默认C语言，连接时会出错。
图2.10目标芯片设置
（2）仿真方式设置。
设置软件模拟仿真或FET在线仿真调试。
在ategory列表下选择Debugger如图2.11界面，在Driver选项中选择FETDebugger或Simulator。
单使用FET仿真器连接目标板进行在线仿真调试时，选择FETDebugger，软件模拟仿真则选择Simulator。
图2.11仿真方式设置
（3）仿真器接口类型设置。
设置并口FET或USBFET。
若选择TETDebugger，最后需进入Category列表下选择FETDebugger，出现如图2.12界面,在Connection选择项中有三个可选项，单使用并口FET时，选择Lpt，同时根据连接并口的实际情况选择相应的并口Lpt1,Lpt2或Lpt3；若使用USB型仿真器，则选择TIUSEFET。
设置正确后单击“OK”按钮，完成环境设置。
图2.11仿真器类型设置
第六步工程编译和连接，调试。
工程编译，连接，调试通过选择菜单Project下的Compile/Make/Debug，或点击图2.12界面右上方的快捷按钮完成。
图2.12编辑编译连接环境界面
（1）工程编译和修改源程序。
在左侧工程管理选中源文件430P1.s43文件，双击鼠标左键，进入源程序编辑状态。
编译图标
有灰变黑，激活编译功能，此时单击Project，compile或单击Ctrl+F7键，或单击
按钮进行文件编译。
出现如图2.13下部分所示的错误提示，出错行前标注红色“√”。
图2.13汇编之后产生的错误
任意单击某一个错误提示，系统就会自动的跳到有错误的语句行。
仔细阅读错误提示，发现该行“；”不是英文符号。
修改后编译通过。
（2）连接生成目标代码。
源文件编译通过之后，将连接生成目标代码。
通过单击Project，Make，或按F7键，或单击
按钮，进行连接。
（3）调试。
在的程序通过了连接，生成目标代码之后。
通过单击Project，Debugger，或按Ctrl+F7键，或单击
按钮可以进入如图2.14所示的调试集成环境。
该环境在原编辑编译环境的基础上，工具栏增加了如图2.15所示的调试快捷按钮。
图2.14调试环境简介
图2.15调试快捷按钮
下面介绍一些常用的调试窗口。
所有的窗口通过单击菜单View下相应的内容来激活显示，通过单击窗口右上角“×”来关闭。
（1）存储器窗口
如图2.16所示为存储器窗口。
单击View/Memory，可以打开此窗口。
MSP430的存储器为线性统一编址，小模式下存储器地址范围为0000H～0FFFFH。
此窗口可以观察其存储器的全部内容。
单击显示模式设置下拉列表可以设置显示格式：
1xUnits：
8位（单字节）显示、2xUnits：
16位（双字节）显示4xUnits：
32位（四字节）显示，LittleEndean：
高位在前BigEndean：
低位在前。
图2.16中我们可以看到左边一列为地址号码，每行16个单元，中间部分为存储内容（机器代码或数据）。
图2.16上半图中第一行为地址编号从1100H－1107H单元的内容，即43f20022（MOV.B0FFH,&22H），43f20021（MOV.B0FFH,&21H）。
注意指令按16位形式存放，高位在前，也就是说1100H单元存放f2、1101H单元存放43、1102H单元存放22、1103H单元存放00等等，其他没有存储内容空间全为FFFF。
从图2.16下半图我们可以看见FFFEH－FFFFH单元存放1100，FFFEH－FFFFH单元的存放MSP430F149上电复、复位后的第一条指令的地址，因此单片机启动后将从1100H单元开始取指。
图2.16存储器窗口
（2）源程序窗口
源程序窗口通常处于激活状态，若已经关闭可以通过双工程管理器中相应的源文件来激活。
如图2.23左侧所示。
窗口中的绿色指示为即将执行的指令语句条。
随着程序的运行，此绿色指示条会改变，指向即将执行的语句。
图2.17源程序窗口
（3）反汇编窗口
单击View/Disassembly，则可以观察到如图2.18所示的地址-代码-源程序窗口。
此时的绿色指示条指示在具体的物理地址处，其上一行显示显示源程序，从该窗口可以看出每一条指令都开始于偶地址处。
图2.18源程序/代码窗口
（4）寄存器窗口
单击View/Register可以打开如图2.19所示的寄存器窗口。
通过下拉列表可以选择不同模块类型的寄存器。
选择CPURegisters打开如图2.20所示窗口。
可以方便查看PC（程序计数器）、SP（堆栈指针）、SR（状态寄存器的各位名称与对应位的值）；R3为常数发生器，模拟指令使用，这里用户看不到；R4～R15给用户使用，可以查看与修改；CYCLECOUNT为程序执行所用的机器周期，通过它可以方便地知道执行代码的时间，在延时程序中经常会用到。
图2.19寄存器窗口
图2.19CPU寄存器窗口
（5）观察窗口
单击View/Watch，可以打开如图2.20所示的变量观察窗口。
窗口第1列是变量名称，第2列变量的数值，第3列是位置，第4列是类型。
图中已经有3个变量，要添加其他变量，可以在下面的虚线框内右击，再单击Add，然后输入变量名称；或直接在源程序中要观察的变量处右击，再击QuickWatch。
观察窗口中不想查看的变量名称可以方便的删除，在不想查看的变量处右击，单击Remove。
选中相应变量第2列，单击右键可以将显示格式设置为2进制、8进制10进制16进制、字符的形式。
图2.20观察窗口
三、实验设备
名称
指标
数量
微机
1台
双踪同步示波器
40MHz
1台
JTAG下载器（带并口下载线）
1套
MSP430系统最小板
1个
万用表
1个
工具
1盒
四、实验内容
1参照IAREmbeddedWorkbench开发环境学习MSP430开发环境。
（1）按照讲义的步骤学习MSP430程序编写和调试的方法,并记录相关的数据。
（2）观察并记录SR寄存器在POR和PUC之后的初始值，填写下表：
15~9
V
SCG1
SCG0
CPUOff
GIE
N
Z
C
POR
PUC
2学习MSP430汇编语言和C语言编程的方法。
（1）用汇编语言编写程序，实现二进制转为BCD码，列出程序并记录测试数据和结果
（2）用C编写程序，实现二进制转为BCD码，列出程序并记录测试数据和结果
（3）用汇编语言编写程序，实现BCD码转为二级制，列出程序并记录测试数据和结果（选做）
（4）用C编写程序，实现BCD码转为二进制，列出程序并记录测试数据和结果（选做）
五、实验报告要求
1根据实验讲义学习IAR开发环境，并记录学习过程中出现的问题及解决办法。
2记录实验数据，填写实验表格。
3附上实验程序及其测试数据和结果（每个程序至少测试3组数据）。
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