MSP430单片机应用记录文本.doc

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1、,MSP430单片机硬件知识(1)MSP430单片机是TI公司1996年开始推向市场的超低功耗微处理器，另外他还集成了很多模块功能，从而使得用一片MSP430 芯片可以完成多片芯片才能完成的功能，大大缩小了产品的体积与成本。如今，MSP430单片机已经用于各个领域，尤其是仪器仪表、监测、医疗器械以及汽车电子等领域。 下面来说一下它的主要特点：（1）低电源电压范围，1.83.6V。（2）超低功耗，拥有5种低功耗模式(以后会详细介绍)。（3）灵活的时钟使用模式。（4）高速的运算能力，16位RISC架构，125ns指令周期。（5）丰富的功能模块，这些功能模块包括：A：多通道1014位AD转换器；B：

2、双路12位DA转换器；C：比较器；D：液晶驱动器；E：电源电压检测；F：串行口USART(UART/SPI）；G：硬件乘法器；H：看门狗定时器，多个16位、8位定时器（可进行捕获，比较，PWM输出）；I：DMA控制器。（6）FLASH存储器，不需要额外的高电压就在运行种由程序控制写擦欧哦和段的擦除；（7）MSP430芯片上包括JTAG接口，仿真调试通过一个简单的JTAG接口转换器就可以方便的实现如设置断点、单步执行、读写寄存器等调试；（8）快速灵活的变成方式，可通过JTAG和BSL两种方式向CPU内装在程序。 关于他的内存器结构，在匠人的博客里已有详细的介绍，大家去看就是了。在这里我主要说说M

3、SP430单片机的复位吧。 MSP430的复位信号有2种：上电复位信号（POR）、上电清除信号（PUC）。还有能够触发POR和PUC的信号：5种来在看门狗，1种来自复位管脚，1种来自写FLASH键值出现错误所产生的信号。 POR信号只在2种情况下发生：（1）微处理上电；（2）RST/NMI管脚上产生低电平时系统复位。 PUC信号产生的条件：（1）POR信号产生；（2）看门狗有效时，看门狗定时器溢出；（3）写看门狗定时器安全键值出现错误；（4）写FLASH存储器安全键值出现错误。 POR和PUC两者的关系：POR信号的产生会导致系统复位并产生PUC信号。而PUC信号不会引起POR信号的产生。 无

4、论是POR信号还是PUC信号触发的复位，都会使MSP430从地址0xFFFE处读取复位中断向量，程序从中断向量所指的地址处开始执行。触发PUC信号的条件中，除了POR产生触发PUC信号外，其他的豆科一通过读取相应的中断向量来判断是何种原因引起的PUC信号，以便作出相应的处理。 系统复位（指POR）后的状态为：（1）RST/NMI管脚功能被设置为复位功能；（2）所有I/O管脚被设置为输入；（3）外围模块被初始化，其寄存器值为相关手册上的默认值；（4）状态寄存器SR复位；（5）看门狗激活，进入工作模式；（6）程序计数器PC载入0xFFFE处的地址，微处理器从此地址开始执行程序。 典型的复位电路有一

5、下3种：（1） 在RST/NMI管脚上接100K欧的上拉电阻。（2）在（1）的基础上再接0.1uf的电容，电容的一端接地，可以使复位更加可靠。（3）再（2）的基础上，再在电阻上并接一个型号为IN4008的二极管，可以可靠的实现系统断电后立即上电。典型复位电路图.rarMSP430vcc100K1MSP430RST100Kvcc0.1u2MSP430RSTvcc0.1u3MSP430单片机硬件知识(2)-MSP430单片机的时钟系统 MSP430根据型号的不同最多可以选择使用3个振荡器。我们可以根据需要选择合适的振荡频率，并可以在不需要时随时关闭振荡器，以节省功耗。这3个振荡器分别为：（1）DC

6、O 数控RC振荡器。它在芯片内部，不用时可以关闭。DCO的振荡频率会受周围环境温度和MSP430工作电压的影响，且同一型号的芯片所产生的频率也不相同。但DCO的调节功能可以改善它的性能，他的调节分为以下3步：a：选择BCSCTL1.RSELx确定时钟的标称频率；b：选择DCOCTL.DCOx在标称频率基础上分段粗调；c：选择DCOCTL.MODx的值进行细调。（2）LFXT1 接低频振荡器。典型为接32768HZ的时钟振荡器，此时振荡器不需要接负载电容。也可以接450KHZ8MHZ的标准晶体振荡器，此时需要接负载电容。（3）XT2 接450KHZ8MHZ的标准晶体振荡器。此时需要接负载电容，不

7、用时可以关闭。 低频振荡器主要用来降低能量消耗，如使用电池供电的系统，高频振荡器用来对事件做出快速反应或者供CPU进行大量运算。 MSP430的3种时钟信号：MCLK系统主时钟；SMCLK系统子时钟；ACLK辅助时钟。（1）MCLK系统主时钟。除了CPU运算使用此时钟以外，外围模块也可以使用。MCLK可以选择任何一个振荡器所产生的时钟信号并进行1、2、4、8分频作为其信号源。（2）SMCLK系统子时钟。供外围模块使用。并在使用前可以通过各模块的寄存器实现分频。SMCLK可以选择任何一个振荡器所产生的时钟信号并进行1、2、4、8分频作为其信号源。（3）ACLK辅助时钟。供外围模块使用。并在使用前

8、可以通过各模块的寄存器实现分频。但ACLK只能由LFXT1进行1、2、4、8分频作为信号源。 PUC复位后，MCLK和SMCLK的信号源为DCO，DCO的振荡频率为800KHZ。ACLK的信号源为LFXT1。 MSP430内部含有晶体振荡器失效监测电路，监测LFXT1（工作在高频模式）和XT2输出的时钟信号。当时钟信号丢失50us时，监测电路捕捉到振荡器失效。如果MCLK信号来自LFXT1或者XT2，那么MSP430自动把MCLK的信号切换为DCO，这样可以保证程序继续运行。但MSP430不对工作在低频模式的LFXT1进行监测。MSP430单片机硬件知识(3)-5种低功耗模式5种低功耗模式分别

9、为LPM0LPM4(LOW POWER MODE)，CPU的活动状态称为AM(ACTVE MODE)模式。其中AM耗电最大，LPM4耗电最省，仅为0.1uA。另外工作电压对功耗的影响：电压越低功耗也越低。 系统PUC复位后，MSP430进入AM状态。在AM状态，程序可以选择进入任何一种低功耗模式，然后在适当的条件下，由外围模块的中断使CPU退出低功耗模式，返回AM模式，再由AM模式选择进入相应的低功耗模式，如此类推。 工作模式的选择由状态寄存器SR中的SCG1、SCG0、OSCOFF、CPUOFF位控制。由于在CPU的头文件中对CPU内的各寄存器和模块的各种工作模式都作了详尽的定义，所以编程时

10、尽可能的利用就是了。如：要进入低功耗模式0，可在程序中直接写：LPM0; 。进入低功耗模式4，可以写：LMP4;就可以了。退出低功耗模式如下： LPM0_EXIT; /退出低功耗模式0 LPM4_EXIT; /退出低功耗模式4MSP430单片机硬件知识(4)中断 中断是MSP430微处理器的一大特色，有效地利用中断可以简化程序和提高执行效率。MSP430的几乎每个外围模块都能够产生中断，为MSP430针对事件（即外围模块产生的中断）进行的编程打下基础。MSP430在没有事件发生时进入低功耗模式，事件发生时，通过中断唤醒CPU，事件处理完毕后，CPU再次进入低功耗状态。由于CPU的运算速度和退出

11、低功耗的速度很快，所以在应用中，CPU大部分时间都处于低功耗状态。 MSP430的中断分为3种：系统复位、不可屏蔽中断、可屏蔽中断。 （1）系统复位的中断向量为0xFFFE。（2）不可屏蔽中断的中断向量为0xFFFC。响应不可屏蔽中断时，硬件自动将OFIE、NMIE、ACCVIE复位。软件首先判断中断源并复位中断标志，接着执行用户代码。退出中断之前需要置位OFIE、NMIE、ACCVIE，以便能够再次响应中断。需要特别注意点：置位OFIE、NMIE、ACCVIE后，必须立即退出中断相应程序，否则会再次触发中断，导致中断嵌套，从而导致堆栈溢出，致使程序执行结果的无法预料。 （3）可屏蔽中断的中断

12、来源于具有中断能力的外围模块，包括看门狗定时器工作在定时器模式时溢出产生的中断。每一个中断都可以被自己的中断控制位屏蔽，也可以由全局中断控制位屏蔽。 多个中断请求发生时，响应最高优先级中断。响应中断时，MSP430会将不可屏蔽中断控制位SR.GIE复位。因此，一旦响应了中断，即使有优先级更高的可屏蔽中断出现，也不会中断当前正在响应的中断，去响应另外的中断。但SR.GIE复位不影响不可屏蔽中断，所以仍可以接受不可屏蔽中断的中断请求。 中断响应的过程：（1）如果CPU处于活动状态，则完成当前指令；（2）若CPU处于低功耗状态，则退出低功耗状态；（3）将下一条指令的PC值压入堆栈；（4）将状态寄存器

13、SR压入堆栈；（5）若有多个中断请求，响应最高优先级中断；（6）单中断源的中断请求标志位自动复位，多中断源的标志位不变，等待软件复位；（7）总中断允许位SR.GIE复位。SR状态寄存器中的CPUOFF、OSCOFF、SCG1、V、N、Z、C位复位；（8）相应的中断向量值装入PC寄存器，程序从此地址开始执行。 中断返回的过程：（1）从堆栈中恢复PC值，若响应中断前CPU处于低功耗模式，则可屏蔽中断仍然恢复低功耗模式；（2）从堆栈中恢复PC值，若响应中断前CPU不处于低功耗模式，则从此地址继续执行程序。 MSP430各系列的中断向量表请查阅相关资料。MSP430单片机硬件知识(5)-MSP430单

14、片机的端口介绍MSP430的端口有P1、P2、P3、P4、P5、P6、S和COM（型号不同，包含的端口也不仅相同，如MSP430X11X系列只有P1,P2端口，而MSP430X4XX系列则包含全部上述端口），它们都可以直接用于输入/输出。MSP430系统中没有专门的输入/输出指令，输入/输出操作通过传送指令来实现。端口P1P6的每一位都可以独立用于输入/输出，即具有位寻址功能。常见的键盘接口可以直接用端口进行模拟，用查询或者中断方式控制。由于MSP430的端口只有数据口，没有状态口或控制口，在实际应用中，如在查询式输入/输出传送时，可以用端口的某一位或者几位来传送状态信息，通过查询对应位的状态

15、来确定外设是否处于“准备好”状态。 端口的功能。（1）P1,P2端口： I/O,中断功能,其他片内外设功能如定时器、比较器；（2）P3,P4P5P6端口：I/O,其他片内外设功能如SPI、UART模式，A/D转换等；（3）S,COM端口：I/O,驱动液晶。 MSP430各端口具有丰富的控制寄存器供用户实现相应的操作。其中P1,P2具有7个寄存器，P3P6具有4个寄存器。通过设置寄存器我们可以实现：（1）每个I/O位独立编程；（2）任意组合输入，输出和中断；（3）P1,P2所有8个位全部可以用作外部中断处理；（4）可以使用所以指令对寄存器操作；（5）可以按字节输入、输出，也可按位进行操作。 端口

16、P1,P2的功能可以通过它们的7个控制寄存器来实现。这里，Px代表P1或P2。（1）PxDIR：输入/输出方向寄存器。 8位相互独立，可以分别定义8个引脚的输入/输出方向。8位再PUC后都被复位。使用输入/输出功能时，应该先定义端口的方向。作为输入时只能读，作为输出时，可读可写。0：输入模式；1：输出模式。如：P1DIR|=BIT4; /P1.4输出 ，P2DIR=0XF0; /高4位输出，低4位输入。（2）PXIN：输入寄存器，为只读寄存器。用户不能对它进行写入，只能通过读取其寄存器的内容来知道I/O口的输入信号。所以其引脚的方向要选为输入。如再键盘键盘扫描程序中经常要读取行线或者列线的端口

17、寄存器值来判断案件情况。例如：unsigned char key;P1DIR&=BIT4; /P1.4输入key=P1IN&0X10; /输出端口P1.4的值（3）PXOUT：输出寄存器。该寄存器为I/O端口的输出缓冲寄存器，再读取时输出缓存的内容与引脚方向定义无关。改变方向寄存器的内容，输出缓存的内容不受影响。如：PIOUT|=0X01; /P1.0输出1 ， PIOUT&=0X01; /P1.0输出0 。（4）PXIFG：中断标志寄存器。他的8个标志位标志相应引脚是否有中断请求有待处理。0：无中断请求， 1：有中断请求。其中断标志分别为PXIFG.0PXIFG.7。应该注意的是：PXIFG

18、.0PXIFG.7共用一个中断向量，为多源中断。当任一事件引起的中断进行处理时，PXIFG.0PXIFG.7不会自动复位，必须由软件来判断是对哪一个事件，并将相应的标志复位。另外，外部中断事件的时间必须保持不低于1.5倍的MCLK时间，以保证中断请求被接受，且使相应中断标志位置位。（5）PXIES：中断触发沿选择寄存器。如果允许PX口的某个引脚中断，还需定义该引脚的中断触发方式。0：上升沿触发使相应标志置位，1：下降沿触发相应标志置位。如：MOV.B #07H, &P1IES ;p1低3位下降沿触发中断。（6）PXIE：中断使能寄存器。PX口的每一个引脚都有一位用以控制该引脚是否允许中断。0：

19、禁止中断，1：允许中断。MOV.B #0E0H, &P2IE ;P2高3位允许中断。（7）PXSEL：功能选择寄存器。P1,P2两端口还具有其他片内外设功能，将这些功能与芯片外的联系通过复用P1,P2引脚的方式来实现。PXSEL用来选择引脚的I/O端口功能与外围模块功能。0：选择引脚为I/O端口，1：选择引脚为外围模块功能。如：P1SEL|=0X10; /P1.4为外围模块功能。 端口P3、P4、P5、P6没有中断能力，其余功能同PI,P2。除掉端口P1,P2与中断相关的3个寄存器，端口P3,P4,P5,P6的4个寄存器（用法同P1，P2）分别为PXDIR，PXIN，PXOUT，PXSEL可供

20、用户使用。 端口COM和S，他们实现与液晶片的直接接口。COM为液晶片的公共端，S为液晶片的段码端。液晶片输出端也可经软件配置为数字输出端口。MSP430开发总结1.i nclude指要在编辑器设定目录下，i nclude指的是在当前工程目录下。2.要调用另一个文件中的函数，要把这个函数文件放到当前工程目录下，并且在工程中添加此文件。3.命名中不能有-,比如:byq-ee会认为是错误的，要用下划线。4.用IAR软件仿真时，可以加入变量，如果是查看I/O信息只需加入PXIN,PXOUT即可。5.IAR在处理字符时，要注意0，是字符处理结尾标志，他和其他编辑软件是不同的。比如我们长用字符处理回自动

21、在结尾处加0，但IAR有些是不加的，这就要十分注意。6.如果只用到LFX1的低速时钟，9600bit/s传输的话，接收会出现问题，原因是误差太大，可以设置到4800以下。7.在写FLASH时要注意其工作频率在257K476k之间，如果不是，则会出现错误。而且FLAGH只能写入0，这样就出现了必须先擦除在写入的模式。8.当IO口作为输入时，要根据平时的状态加电阻，平时为高时，加个上拉电阻，平时为低时加个下拉电阻以增加稳定性。9.在FLASH写时一定要关外部中断。10.MSP430一般是不要RC复位的，一般只要接个100K左右电阻就可以了，如果要加电容，它的大小要根据以下两个标准选择： 下载程序不

22、会出现下载不了 程序上电会能稳定复位11.用&表达式作为判断时，不要忘记加括号。12.不要使用中断嵌套。进入低功耗和退出低功耗“标志位”相信很多人在应用430的时候都喜欢吧进入低功耗和退出低功耗当做一个“标志位”来使用，譬如： 复制代码 void main(void) while(1) LPMx; #pragma vector=xxxxxxx _interrupt void xx(void) LPMx_EXIT; 在进入低功耗和退出低功耗，好些人喜欢_BIS_SR(CPUOFF)或_BIS_SR(LPM0_bits); 这样是可以的。 但是在中断里退出低功耗用_BIC_SR(CPUOFF)或_

23、BIC_SR(LPM0_bits);是不可以的。因为这个就相当于在中断里直接改SR，中断函数执行完毕后，SR出栈又进入了低功耗。 应该用LPMx_EXIT;或者_BIC_SR_IRQ(LPM0_bits);这个语句相当于汇编的bic.b #CPUOFF,(0)SP 之前用汇编很注意这个问题，可是用C的时候却疏忽了_BIC_SR(LPM0_bits);和LPMx_EXIT;或者_BIC_SR_IRQ(LPM0_bits);的区别。在刚开始使用低功耗的时候照葫芦画瓢（好像是LIERDA的一个技术支持工程师给我的例程），喜欢将低功耗的代码写成：for(;) _BIS_SR(LPM0_bits);_N

24、OP(); 那个GG说这样才能保证低功耗（当时对这个GG十分的佩服，居然比TI的程序员都厉害）。后来仿真才知道，这个循环完全是没有必要的。这是因为低功耗模式和中断唤醒CPU的工作过程是这样子滴：1）低功耗，CPU休眠；2）有中断标志位置位，唤醒CPU；3）执行中断服务程序，至完成；4）退出中断服务，MSP继续进入低功耗，CPU再次休眠，直到下次中断到来。所以MSP根本就没有执行这个循环过程。还是TI的程序是对的。即_BIS_SR(LPM0_bits);不过，这个循环还是在某些情况下有用处的，我们可以在中断的结束前加一个人工唤醒CPU的一个本征函数，比如_BIC_SR_IRQ(LPM0_bits

25、);（查查.h文件看看，我记得是这个函数）这让就可以让MSP在退出中断服务后继续执行下面的语句，直到再次循环到_BIS_SR();这条语句。这样还是很有用处的。比如可以使得我的键盘中断函数只处理得到键值的部分，而键盘的功能（其中要用到发送中断）的实现放在_BIS_SR();后面，这样能尽量减少中断的嵌套。for(;) _BIS_SR(LPM0_bits); key_deal();/* interrupt p1 */#pragma vector=PORT1_VECTOR_interrupt void getKeyValue(void) . . . _BIC_SR_IRQ(LPM0_bits);m

26、sp430里的标志位定义方法msp430里没有位定义可下面结构体定义来代替struct flag_inf unsigned doc:1; unsigned m:1; unsigned up:1; unsigned down:1; unsigned a_v_d:1; unsigned id_set:1; unsigned chao_biao:1; unsigned tx_data:1; unsigned spi_rx_end:1; unsigned c_r_start:1; flag;使用时直接用flag.doc flag.m flag.up 这些标志位大家可以试试！ MSP430提供了很好的低

27、功耗能力，但是很多时候，一个外围电路就花费了很多额外的电力，造成低功耗无法彻底实现。 现在很多电子设备都是使用电子开关控制设备是否工作的，大多教材上都是使用IO中断来实现，并且占用两个IO口，一个是电源开关钮，另一个是用来控制电源的，通过电阻接一个三极管。 个人认为，对于MCU来说，节省IO口对功能实现很有意义，只有这样才能在有限的IO口上设计更多的功能，特别是像F20XX的那种只有10个IO的片子，更是如此。所以我设计了一个利用NMI/RST来实现电源控制的方法。由于这个脚本来就是独立的，所以用它实现功能时就不会占用IO了。要运行以下程序，只需要板子上有一个标准的带RESET钮的上电复位电路

28、即可。以下程序在MSP430F135上运行通过，原理简单，就不多说了，大家看程序：#include msp430x13x.hvolatile unsigned short AFlag; / Active Flagvoid main(void) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD + WDTNMI; / Stop watchdog timer P1DIR = 0xFF; / P1置为输出方式 P1OUT = 0xFF; / P1输出全置为1 P1SEL = 0x00; / P1上的复用功能全部关闭 /其它IO没有使用到的也要这样初始化，不用的IO电路上应该悬空，不要接地。 _EIN

29、T(); AFlag = 0; IE1 |= NMIIE; / Enable WDT interrupt while(1) if(AFlag=1) WDTCTL = WDTPW + WDTNMI + WDTTMSEL + WDTSSEL + WDTCNTCL; / Start watchdog timer IE1 |= WDTIE; / Enable WDT interrupt /这里写自己的程序，把程序做在一个有限的循环里，这样做完之后就可以自动结束并关机。 LPM3; /如需定时，上边这个LPM3要被包括在那个有循环的循环体中，这样才能实现类似便携式仪表5分钟自动关机的效果。如果不使用定时

30、也可以不要LPM3这句话。 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD + WDTNMI; / Stop watchdog timer AFlag=0; else /如果周边设备在关机时有需要复位的或是关闭的在这里处理 LPM4; #pragma vector=WDT_VECTOR /看门狗定时中断服务_interrupt void wdt_timer(void) LPM3_EXIT; / Cleat LPM3 bits from 0(SR)#pragma vector=NMI_VECTOR /非屏蔽中断服务_interrupt void nmi_button(void) if(AFlag=1) /AFlag=0; WDTCTL = 0x5B00; /以上两种写法都可以实现关机功能，但是第二个会引起复位，第一个不会，对要求现场一直保留的系统建议第一个语句写法。 else AFlag=1; IFG1 &= NMIIFG; IE1 |= NMIIE; LPM4_EXIT; 另外，如果希望保留复位功能的话，其实可以在标志为1时就把NMI还回RST的，这样按下去就复位，系统一启动就直接睡着，又会变成关机状态了，功能是一样的。不过这种方法不能保留现场了，所以我才写成现在的样子。