电子系统设计MSP430F149单片机及设计实例
63页1、1TM1电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚 第6章 MSP430单片机及设计实例2TM2电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚 一、MSP430单片机原理1、概述 MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)公司1996年开 始推向市场的一种16位单片机,采用精简指令集,是一 种超低功耗的混合型单片机。 MSP430单片机的基本特点如下: l超低功耗1.8-3.6V电压、200-400uA电流、省电模 式下最低电流消耗为0.1uA。 l强大的处理能力16位、RISC结构、指令及寻址方 式丰富、8MHz时钟晶振指令周期125ns。 l高性能模拟技术及丰富的片上外围模块WDT、模拟 比较器、硬件乘法器、液晶驱动器、10/12位ADC、I2C 总线、DMA、UART、并行端口。 l系统工作稳定DCOCLK和MCLK配合工作。 l方便高效的开发环境支持汇编和C及JTAG调试接口3TM3电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚 2、发展阶段1996 2000 年:33X 、 32X 、 31X 、11X 、 11X1 等系列。(特点:前三种系列具有LCD驱动模 块、所有系列具
2、有ROM、EPROM和OTP等形式。) 。 2000 2002年:F13X、F14X 、F41X 、F43X 、F44X 等系列。(特点:Flash 型、后三种系列具 有液晶驱动器、拓展了显示存储器在存储区内的地 址。)20022003年:F15X、F16X系列。(特点: RAM容量大大增加(如F1611的RAM容量为10K); 增加了 I 2 C 、 DMA 、 DAC12 和 SVS 等模块 。)4TM4电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚 3、MSP430单片机与51单片机的比较 89C51单片机是8位单片机,采用“CISC”,共111条指令; MSP430单片机是16位单片机,采用“RISC”,共27条指令。 89C 51 单片机电源电压是 5 伏,正常情况下消耗的电流为 24mA ,在掉电状态下,其耗电电流仍为 3mA ;即使在掉电方式 下,电源电压可以下降到 2V ,但是为了保存内部 RAM 中的数 据,还需要提供约 50uA 的电流;MSP430单片机则为超低功耗单 片机。 89C51单片机受其结构本身限制,很难实现模拟功能部件的增加 ;MSP430单片机无论扩展
3、 8 位功能模块还是 16 位的功能模块, 即使扩展模 / 数转换或数 / 模转换这类的功能模块也很方便。 89C51单片机在线编程始终是个问题;但MSP430单片机不仅开 发工具简便,而且价格也相对低廉,并且可以实现在线编程。5TM5电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚 4、MSP430单片机的内部结构MSP430 内部包含了计算机所有部件,是一个真正的单片机 ( 微控制器 MCU)。6TM6电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚 5、MSP430单片机的CPU和存储器CPU采用冯.诺依曼结构;包含1个16位的ALU、 16个寄存器和1个指令控制单元。16个寄存器中有4个 为特殊用途:PC、SP、SR和CG1/CG2,其余为通用 寄存器。 存储器ROM和RAM为同一地址空间,从 0000H0FFFFH这一段范围内从低到高分别是:SFR 、外围模块、数据存储器、程序存储器、中断向量表 。不同型号的器件其存储器的具体组织不一样,主要 不同在于数据存储器及代码存储器的容量、信息存储 器和引导存储器的有无。ROM、RAM及外围模块通 过内部总线与CPU相连,有的以字/字节访问,
4、有的 只能字访问,有的只能字节操作。7TM7电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚 时钟输入源:时钟输入源: LFXT1CLK LFXT1CLK 低频时钟源低频时钟源XT2CLK XT2CLK 高频时钟源高频时钟源 DCOCL DCOCL 数字控制数字控制RCRC振荡器振荡器时钟输出信号时钟输出信号 ACLK ACLK 辅助时钟辅助时钟 MCLKMCLK主系统时钟主系统时钟 SMCLKSMCLK子系统时钟子系统时钟慢速外设慢速外设CPUCPU和和 系统系统快速外设快速外设6、MSP430单片机的基本时钟模块8TM8电子系统设计 成都理工大学工程技术学院 石坚 基本时钟编程示例 /管中窥豹管中窥豹例:设MSP430F149单片机的MCLK = XT2, SMCLK =DCOCLK,将MCLK由P5.4输出 (MSP430X14X中引脚P5.4和MCLK复用)。实现上述功能的程序如下:#include void main(void)unsigned int i;WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; / 停止看门狗P5DIR |= 0x10; / P5.4 输出P5SEL
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