电子系统设计基础讲义

1、电子系统设计基础讲义吉林化工学院信控学院电工电子教学与实验中心刘刚2009-3-29目录第一部分msp430单片机基础31msp430系列单片机简介31.1 msp430系列单片机的特点31.2 msp430单片机结构概述31.3 msp430f41x41.4 msp430f413存储器和地址空间分配72c语言程序调试环境103低功耗结构及各功能模块173.1 低功耗结构173.2 pio端口183.3 看门狗定时器193.4 定时器a203.4.1 定时器a特性203.4.2 定时器a结构203.4.3 定时器工作模式213.4.4 输出单元213.4.5 timer_a实现pwm223.5

2、 液晶驱动模块24第二部分msp430单片机应用实例25第一讲 msp430系列单片机结构25第二讲 时钟小系统程序设计31第三讲 直流电机变速驱动小系统40第四讲 单相正弦逆变电源设计46第五讲 msp430f169小系统和波形发生器50第六讲 msp430f169控制的寻迹电动小车55第八讲 电子系统设计编程基础65第九讲 a/d转换器adc0804与msp430f413接口电路及程序设计72第十讲 a/d转换器7135与msp430f413接口电路及程序设计78第七讲 相位差测量仪79第六讲 直流电机自动调速系统93第六讲 -型a/d转换器设计、ad7135读入方法93第七讲 msp43

3、0f413控制电动避障小车设计94第八讲msp430f413与点阵显示器lcm12864接口100第九讲 电阻测温仪设计108第十讲 msp430f449控制的电动小车108第十一讲 双路正弦（任意）波形发生器108第十二讲 频率计设计111附录1直流电机变速驱动小系统程序程序清单111附录2双路移相交流信号发生器程序115附录3单相逆变电源程序清单120附录4交流电源供电直流电机调速控制程序清单124附录5 msp430f169交变信号发生器程序清单129附录6 逆变与dc_dc控制程序清单132第一部分msp430单片机基础1msp430系列单片机简介1.1 msp430系列单片机的特点m

4、sp430系列单片机是德州仪器公司于上世纪九十年代开发出的产品，已在许多领域得到了广泛应用。msp430系列单片机具有以下主要特点：l 超低功耗。 l 强大的处理能力。 l 高性能模拟技术及丰富的片上外围模块。 l 方便高效的开发环境。l 系列化产品。msp430系列单片机的各系列产品型号、研发顺序如图1.1.1所示： 图1.1.1 msp430系列单片机各系列产品1.2 msp430单片机结构概述msp430系列单片机结构框图如图1.2.1所示，其结构特点如下：l 16位cpu通过总线连接到存储器和外围模块。 l 直接嵌入仿真处理，具有jtag接口。 l 16位数据宽度，数据处理更为有效。

5、图1.2.1 msp430系列单片机结构框图msp430系列单片机包含以下主要功能部件： l cpu：msp430系列单片机的cpu和通用微处理器基本相同，只是在设计上采用了面向控制的结构和指令系统。msp430的内核cpu结构是按照精简指令集和高透明的宗旨而设计的，使用的指令有硬件执行的内核指令和基于现有硬件结构的仿真指令。这样可以提高指令执行速度和效率，增强了msp430的实时处理能力。 l 存储器：存储程序、数据以及外围模块的运行控制信息。分为程序存储器和数据存储器。对程序存储器访问总是以字的形式取得代码，而对数据可以用字或字节方式访问。其中msp430各系列单片机的程序存储器有rom、

6、otp、eprom和flash型。 l 外围模块（片内外设）：经过mab、mdb、中断服务及请求线与cpu相连。msp430不同系列产品所包含外围模块的种类及数目可能不同。它们分别是以下一些外围模块的组合：时钟模块、看门狗模块、定时器a、定时器b、比较器a、串口0、1、硬件乘法器、液晶驱动器、模数转换器、数模转换器、输入输出端口、基本定时器、dma控制器等。 1.3 msp430f41x msp430x41x系列单片机结构框图如图1.3.1所示，外型如图1.3.2所示： 图1.3.1 msp430x41x系列单片机结构框图图1.3.2 msp430x41x系列单片机外形图现以msp430f41

7、3为例说明芯片引脚定义。msp430f413各引脚定义如表1.3.1所示。表1.3.1 msp430f413引脚定义引脚名称引脚编号i/o描述avcc64模拟正电源端，向电压检测电路，晶体振荡电路，所频环电路，比较器a，端口1，以及液晶分压电阻网络供电，上电不必早于dvcc。avss62内部连接于dvss。dvcc1数字正电源端，提供所有部件电源（由avcc供电的除外）。dvss63数字地，所有部件的接地端（由avcc/avss供电的除外）。nc7、10、11空脚p1.0/ta053i/o通用数字i/o；定时器_a，捕获方式：ccioa输入；比较方式：out0输出。p1.1/ta0/mclk5

8、2i/o通用数字i/o；定时器_a，捕获方式：cciob输入；mclk输出。注意：在这个引脚上ta0只能输入。p1.2/ta151i/o通用数字i/o；定时器_a，捕获方式：cci1a输入；比较方式：out1输出。p1.3/svsout50i/o通用数字i/o；svs：svs比较输出端。p1.449i/o通用数字i/o。p1.5/taclk/aclk48i/o通用数字i/o；定时器_a输入时钟；aclk输出。p1.6/ca047i/o通用数字i/o；比较器_a输入端。p1.7/ca146i/o通用数字i/o；比较器_a输入端。p2.0/ta245i/o通用数字i/o；定时器_a，捕获方式：cc

9、i2a输入；比较方式：out2输出。p2.144i/o通用数字i/o。p2.2/s2335i/o通用数字i/o；lcd段23输出端（见注1）。p2.3/s2234i/o通用数字i/o；lcd段22输出端（见注1）。p2.4/s2133i/o通用数字i/o；lcd段21输出端（见注1）。p2.5/s2032i/o通用数字i/o；lcd段20输出端（见注1）。p2.6/caout/s1931i/o通用数字i/o；比较器a输出端；lcd段19输出端（见注1）。p2.7/s1830i/o通用数字i/o；lcd段18输出端（见注1）。p3.0/s1729i/o通用数字i/o；lcd段17输出端（见注1）

10、。p3.1/s1628i/o通用数字i/o；lcd段16输出端（见注1）。p3.2/s1527i/o通用数字i/o；lcd段15输出端（见注1）。p3.3/s1426i/o通用数字i/o；lcd段14输出端（见注1）。p3.4/s1325i/o通用数字i/o；lcd段13输出端（见注1）。p3.5/s1224i/o通用数字i/o；lcd段12输出端（见注1）。p3.6/s1123i/o通用数字i/o；lcd段11输出端（见注1）。p3.7/s1022i/o通用数字i/o；lcd段10输出端（见注1）。p4.0/s921i/o通用数字i/o；lcd段9输出端（见注1）。p4.1/s820i/o通

11、用数字i/o；lcd段8输出端（见注1）。p4.2/s719i/o通用数字i/o；lcd段7输出端（见注1）。p4.3/s618i/o通用数字i/o；lcd段6输出端（见注1）。p4.4/s517i/o通用数字i/o；lcd段5输出端（见注1）。p4.5/s416i/o通用数字i/o；lcd段4输出端（见注1）。p4.6/s315i/o通用数字i/o；lcd段3输出端（见注1）。p4.7/s214i/o通用数字i/o；lcd段2输出端（见注1）。p5.0/s113i/o通用数字i/o；lcd段1输出端（见注1）。p5.1/s012i/o通用数字i/o；lcd段0输出端（见注1）。com036o

12、lcd公共输出端com0 p5.2/com137i/o通用数字i/o；lcd公共输出端com1。p5.3/com238i/o通用数字i/o；lcd公共输出端com2。p5.4/com339i/o通用数字i/o；lcd公共输出端com3。r0340ilcd模拟电平第四极输入端（最低电平v5）。p5.5/r1341i/o通用数字i/o；lcd模拟电平第三极输入端（最低电平v3或v4）。p5.6/r2342i/o通用数字i/o；lcd模拟电平第二极输入端（最低电平v2）。p5.7/r3343i/o通用数字i/o；lcd模拟电平第一极输入端（最低电平v1）。p6.059i/o通用数字i/o。p6.16

13、0i/o通用数字i/o。p6.261i/o通用数字i/o。p6.32i/o通用数字i/o。p6.43i/o通用数字i/o。p6.54i/o通用数字i/o。p6.65i/o通用数字i/o。p6.76i/o通用数字i/o。res/nmi58 i抚慰输入或非屏蔽中断输入端。tck57i测试时钟端。tck是芯片编程和测试的时钟输入端。tdi55i测试数据输入端。tdi用作数据输入，芯片的保护熔丝与tdi相连。tdo/tdi54i/o测试数据输出端，tdo/tdi用作数据输出或编程数据输入端。tms56i测试模式选择端。tms在芯片编程和测试时是输入端。xin8i基本振荡器xt1输入端。可以连接标准晶体

14、或晶体振荡器。xout/tclk9i/o晶体振荡器xt1输出端或测试时钟输入端。注1：当lcd模块控制位置位，不需要pxsel位设置，lcd功能自动被选择。1.4 msp430f413存储器和地址空间分配对于msp430系列产品中不同型号的单片机，地址空间分配也不相同。但都包含以下几个部分：程序存储器、信息存储器、引导存储器、数据存储器、外围模块寄存器和特殊功能寄存器等。l 程序存储器：存储程序、中断向量。对程序存储器访问总是以字的形式取得代码。其中msp430各系列单片机的程序存储器有rom、otp、eprom和flash型。程序存储器地址由0ffffh指向低位地址。msp430系列产品中不

15、同型号单片机，程序存储器空间大小不同。msp430f413、msp430f449存储器和地址空间分配如表1.5.1所示。表1.4.1 msp430f413、msp430f449的存储器和地址空间分配表存储器名称存储器大小存储器起止地址msp430f413msp430f449msp430f413msp430f449程序存储器（flash）8k byte60k byte0ffffh-0e000h0ffffh-01100h中断向量存储区（flash）32 byte32 byte0ffffh-0ffe0h0ffffh-0ffe0h信息存储器（flash）256 byte256 byte010ffh-0

16、1000h010ffh-01000h引导存储区（rom）1k byte1k byte0fffh-0c00h0fffh-0c00h数据存储区（ram）256 byte1k byte02ffh-0200h09ffh-0200h外围模块寄存器240 byte240 byte01ffh-010h01ffh-010h特殊功能寄存器16 byte16 byte0fh-0h0fh-0hl 中断向量存储区：msp430系列产品中不同型号的单片机，中断向量随所含外围模块不同而不同，但每一模块的中断向量地址基本固定不变。都定义在程序存储器的0ffe0h-0ffffh地址区间，msp430f413中断向量定义如表1

17、.4.2所示。表1.4.2 msp430f413的中断向量 (由 0xffe0偏移)#define basictimer_vector (0 * 2) /* 0xffe0 基本定时器 */#define port2_vector (1 * 2) /* 0xffe2 pio端口2 */#define port1_vector (4 * 2) /* 0xffe8 pio端口 1 */#define timera1_vector (5 * 2) /* 0xffea 定时器timer a cc1-2 */#define timera0_vector (6 * 2) /* 0xffec 定时器timer

18、 a cc0 */#define wdt_vector (10 * 2) /* 0xfff4 看门狗定时器 */#define comparatora_vector (11 * 2) /* 0xfff6 比较器 a */#define nmi_vector (14 * 2) /* 0xfffc 非屏蔽中断*/#define reset_vector (15 * 2) /* 0xfffe 系统复位 */l 数据存储器：存储数据，对数据可以用字或字节方式访问。对于msp430系列产品中不同型号的单片机，数据存储器空间大小可能不同。但数据存储器地址都是由200h指向高位地址。l 外围模块寄存器：列于

19、存储器地址10h至1ffh区间。对于msp430系列产品中不同型号单片机所包含外围模块的种类及数目可能不同，它们分别是以下一些外围模块的组合：时钟模块、看门狗、定时器a、定时器b、比较器a、串口0、1、硬件乘法器、液晶驱动器、模数转换、数模转换、端口、基本定时器、dma控制器等。但各模块在msp430不同型号单片机中的地址基本不变。外围模块通过数据、地址和控制总线与cpu相连接。通过所有存储器操作指令可以很容易地对它们进行控制。l 特殊功能寄存器：msp430系列单片机最低16字节存储器（地址0h至0fh区间）用于特殊功能寄存器地址。对于msp430系列产品中不同型号单片机所包含特殊功能寄存器

20、及特殊功能寄存器中控制位的种类、数目及定义可能不同。2c语言程序调试环境l msp430开发工具连接方法采用隔离型仿真器将pc机与目标系统连接，如图2.2.1所示。使用iar systems软件将目标程序下载到目标系统中联机运行，或在pc机上仿真运行，或拔下仿真器让系统实时运行。图2.1 pc机经仿真器与目标系统连接l 建立msp430c语言项目文件和文本文件在pc机上装入iar systems软件后，点击iar embeworkbench 图标，进入开发系统，如图2.2所示。点击filenew,如图2.3所示，将出现文件类型选择框，如图2.4所示。 图2.2 图2.3 图2.4 图2.5点击

21、确定后，会出现new project窗口，输入项目名称、点击create按钮存储项目，如图2.5所示。之后会出现图2.6所示界面，在此基础上点击projectnew group建立项目组文件，如图2.7所示。 图2.6 图2.7将出现图2.8所示对话框，输入新项目组名，点击ok建立新的项目组。重新点击filenew,将出现文件类型选择框，如图2.9所示。 图2.8 图2.9点击“确定”按钮，将会出现图2.10所示的文本窗口，如图2.11所示将其另存为后缀为“.c”的c语言文件，如图2.12所示。 图2.10 图2.11 图2.12在文本文件中输入程序如图2.13所示。 图2.13必须将文本文件

22、与项目文件连接。操作方法：点击projectfile将出现如图2.14所示project file窗口。选中要连接的文本文件，点击add按钮，文本文件将会被加入files in group对话框中，如图2.15所示。点击done按钮，完成连接操作，如图2.16所示。 图2.14 图2.15l 编译和调试程序如图2.17所示，点击projectcompile执行编译命令，将会出现编译信息界面，如图2.18所示。并引导出编译、连接公共符号信息文件msp430x41x.h和in430.h，如图2.19所示。 图2.16 图2.17 图2.18 图2.19点击projectbuild all命令，如图

23、2.20所示完成程序连接，将会出现连接信息窗口，如图2.21所示。 图2.20 图2.21l 选择仿真工具、进行实时仿真如图2.22所示，点击projectoptions,将会出现路竞选择窗口options for target“debug”，如图2.23所示，选择cscy，在setup标签状态下选择开发工具：simlator由系统机仿真；flash emulation tool下载到芯片仿真。 图2.22图 2.23若选中flash emulation tool，如图2.24所示，点击projectdebugger，程序下载到芯片，如图2.25所示。 图2.24 图2.25在此基础上可进行实

24、时仿真运行，如图2.26所示。图2.26如图2.27所示，点击“togglesuorce/disassembly”按钮，将会出现如图2.28所示的编译、连接后的代码程序。图2.27图2.283低功耗结构及各功能模块3.1 低功耗结构l msp430有5种省电工作模式，msp430各工作模式耗电情况如图3.1.1所示。图3.1.1为了充分利用cpu低功耗性能，可以让cpu工作于突发状态。在通常情况下，根据需要使用软件将cpu设定到某一种低功耗工作模式下，在需要时使用中断将cpu从休眠状态中唤醒，完成工作之后又可以进入相应的休眠状态，用缩短活动时间的方法进一步减小msp430的功耗，如图3.1.2

25、所示。图3.1.2l 低功耗模式的定义由sr寄存器中4-7位决定， c语言定义符号如下：/* c语言的定义 */#define lpm0_bits (cpuoff) /* 低功耗模式0 */#define lpm1_bits (scg0+cpuoff) /* 低功耗模式1 */#define lpm2_bits (scg1+cpuoff) /* 低功耗模式2 */#define lpm3_bits (scg1+scg0+cpuoff) /* 低功耗模式3 */#define lpm4_bits (scg1+scg0+oscoff+cpuoff) /* 低功耗模式4 */3.2 pio端口l 类

26、型丰富： p1，p2，p3，p4，p5，p6，s和com。l 功能丰富：i/o，中断能力，其它片内外设功能，驱动液晶。l 寄存器丰富：p1与p2各有7个寄存器，p3、p4、p5、p6有四个寄存器。具有中断功能的数据输入、输出端口p1和p2 （port1/2）各寄存器符号、地址和功能如下所述（以p1口为例）：#define p1in_ (0x0020) /* port 1 输入寄存器 */#define p1out_ (0x0021) /* port 1 输出寄存器 */#define p1dir_ (0x0022) /* port 1 方向选择寄存器，为1位输出，为0位输入 */#define

27、 p1ifg_ (0x0023) /* port 1 中断标志寄存器 */#define p1ies_ (0x0024) /* port 1 中断触发沿选择寄存器 */#define p1ie_ (0x0025) /* port 1 中断使能寄存器 */#define p1sel_ (0x0026) /* port 1 功能选择寄存器 */不有中断功能的数据输入、输出端口p3、p4、p5和p6各寄存器符号、地址和功能如下所述（以p3口为例）：#define p3in_ (0x0018) /* port 3 输入寄存器 */#define p3out_ (0x0019) /* port 3 输出

28、寄存器 */#define p3dir_ (0x001a) /* port 3 方向选择寄存器 */#define p3sel_ (0x001b) /* port 3 功能选择寄存器 */3.3 看门狗定时器l 看门狗定时器的使用是通过设定看门狗定时器控制寄存器控制字来完成，各控制字符号、置位的控制位及含义如下：/* wdt由辅助时钟faclk 驱动(设为 32khz) */#define wdt_adly_1000 (wdtpw+wdttmsel+wdtcntcl+wdtssel) /* 1000ms间隔*/#define wdt_adly_250 (wdtpw+wdttmsel+wdtcn

29、tcl+wdtssel+wdtis0) /* 250ms间隔*/#define wdt_adly_16 (wdtpw+wdttmsel+wdtcntcl+wdtssel+wdtis1) /* 16ms间隔*/#define wdt_adly_1_9 (wdtpw+wdttmsel+wdtcntcl+wdtssel+wdtis1+wdtis0) /* 1.9ms间隔*/l 看门狗定时器应用举例：例3.3.1 msp430f413演示程序：基于32khz（alck）时钟源的看门狗定时器wdt触发p5.1/*/ 说明：用看门狗中断服务程序定时触发p5.1。基于默认的dco/smclk时钟源，触发速率

30、约/ 为250ms。/ aclk = lfxt1 = 32768，aclk需要外部时钟晶振接于xin、xout；mclk = smclk = dco/ msp430f413/ -/ | xin|- / | | 32khz/ -|rst xout|-/ | |/ | p5.1|-led/*#include void main(void) wdtctl = wdt_adly_250; / wdt间隔时间为250ms（aclk） ie1 |= wdtie; / 使能wdt中断 p5dir |= 0x02; / 设定p5.1方向为输出 _eint(); / 使能中断 for (;) _bis_sr(l

31、pm3_bits); / 进入低功耗模式lpm3 _nop(); / 仅为c-spy所需 / 看门狗定时器中断服务程序interruptwdt_vector void watchdog_timer(void) p5out = 0x02; / 是用异或指令触发p5.13.4 定时器a3.4.1 定时器a特性l 输入时钟可以有多种选择，可以是慢时钟，快时钟以及外部时钟 l 虽然没有自动重载时间常数功能，但产生的定时脉冲或 pwm（脉宽调制）信号没有软件带来的误差。 l 完善的中断服务功能 l 4种计数功能选择 l 8种输出方式选择 3.4.2 定时器a结构图3.4.1定时器a功能模块、结构框图如图

32、3.4.1所示，主要包括：l 计数器部分：输入的时钟源具有4种选择，所选定的时钟源又可以1、2、4或8分频作为计数频率，timer_a可以通过选择4种工作模式灵活的完成定时/计数功能。 l 捕获/比较器：用于捕获事件发生的时间或产生时间间隔，捕获比较功能的引入主要是为了提高i/o 端口处理事务的能力和速度。不同的msp430单片机，timer_a模块中所含有的捕获/比较器的数量不一样，每个捕获/比较器的结构完全相同，输入和输出都决定于各自所带的控制寄存器的控制字，捕获/比较器相互之间工作完全独立。 l 输出单元：具有可选的8种输出模式，用于产生用户需要的输出信号，支持pwm。3.4.3 定时器

33、工作模式 定时器模式设置框图如图3.7.4所示。图3.7.4l 增计数模式捕获/比较寄存器ccr0用作timer_a增计数模式的周期寄存器，因为ccr0为16位寄存器，所以该模式适用于定时周期小于65 536的连续计数情况。计数器tar可以增计数到ccr0的值，当计数值与ccr0的值相等(或定时器值大于ccr0的值)时，定时器复位并从0开始重新计数。增计数模式的计数过程如图3.7.5所示。图3.7.5增计数模式的中断标志位设置如图3.7.6所示。图3.7.63.4.4 输出单元l 输出模式 输出模式0 输出模式：输出信号outx由每个捕获/比较模块的控制寄存器cctlx中的outx位定义，并在

34、写入该寄存器后立即更新。最终位outx直通。 输出模式1 置位模式：输出信号在tar等于ccrx时置位，并保持置位到定时器复位或选择另一种输出模式为止。 输出模式2 pwm翻转/复位模式：输出在tar的值等于ccrx时翻转，当tar的值等于ccr0时复位。 输出模式3 pwm置位/复位模式：输出在tar的值等于ccrx时置位，当tar的值等于ccr0时复位。 输出模式4 翻转模式：输出电平在tar的值等于ccrx时翻转，输出周期是定时器周期的2倍。 输出模式5 复位模式：输出在tar的值等于ccrx时复位，并保持低电平直到选择另一种输出模式。 输出模式6 pwm翻转/置位模式：输出电平在tar

35、的值等于ccrx时翻转，当tar值等于ccr0时置位。 输出模式7 pwm复位/置位模式：输出电平在tar的值等于ccrx时复位，当tar的值等于ccr0时置位。 例3.7.1增计数模式输出实例，如图3.7.17所示：图3.7.173.4.5 timer_a实现pwm l pwm信号示意如图3.7.22所示:图3.7.22l timer_a产生pwm示意图如图3.7.23所示:图3.7.23例3.7.4 timer_a实现pwm举例: 设aclk = taclk = lfxt1 = 32768, mclk = smclk = dcoclk = 32aclk = 1.048576mhz，利用ti

36、mer_a输出周期为512 /32768 = 15.625ms、占空比分别为75%和25%的pwm矩形波。#include void main(void) wdtctl = wdtpw +wdthold; fll_ctl0 |= xcap14pf; tactl = tassel0 + taclr; / aclk, 清除 tar ccr0 = 512-1; / pwm周期 cctl1 = outmod_7; ccr1 = 384; /占空比 384/512=0.75 cctl2 = outmod_7; ccr2 = 128; /占空比128/512=0.25 p1dir |= 0x04; / p

37、1.2 输出 p1sel |= 0x04; / p1.2 ta1 p2dir |= 0x01; / p2.0 输出 p2sel |= 0x01; / p2.0 ta2 tactl |= mc0; / timer_a 增计数模式 for (;) _bis_sr(lpm3_bits); / 进入 lpm3 _nop(); l 调整pwm信号占空比示意图如图3.7.24:图3.7.24pwm信号经滤波输出波形如图3.7.25所示:图3.7.263.5 液晶驱动模块l 4mux驱动：驱动连接图如图3.9.1所示。图3.9.1l 液晶显示缓存器各个位与液晶的段一一对应。存储位置位则可以点亮对应的液晶段，

38、存储位复位液晶段变暗。段、公共极输出控制能够自动从显示缓存器读取数据，送出相应信号到液晶玻璃片上。因为不同器件驱动液晶的段数不同，所以液晶显示缓存器的数量也不一样。数量越大，驱动能力越强，显示的内容就越多。采用4mux驱动方法的显示器段线与显示寄存器关系表如图3.9.3所示。图3.9.3第二部分msp430单片机应用实例第一讲 msp430系列单片机结构单片机也称为控制器（mcu），有多种系列产品。msp430就是其中较新的一个系列，其特点是微功耗，适用于电池供电的电子产品。msp430系列单片机简介msp430系列单片机是美国德州仪器公司于上世纪九十年代开发出的产品，已在许多领域得到了广泛应

39、用。msp430系列单片机具有以下主要特点：超低功耗；强大的处理能力；高性能模拟技术及丰富的片上外围模块；方便高效的开发环境；系列化产品。msp430单片机结构概述（msp430f413为例）msp430f413单片机结构框图如图1-1所示，主要包含以下功能部件： （1）cpu：msp430单片机的cpu和通用微处理器基本相同，处理数据位数为16位。 （2）存储器：存储程序、数据以及外围模块的运行控制信息。分为程序存储器和数据存储器。程序存储器为flash型。 （3）外围模块（片内外设）：经过mab、mdb、中断服务及请求线与cpu相连。msp430不同系列产品所包含外围模块的种类及数目不同。

40、msp430f413所含模块有时钟模块、液晶驱动器、看门狗模块、定时器a、比较器a、输入输出端口、基本定时器等。图1-1msp430f413单片机片内外设模块功能上电复位：高电平程序运行；低电平程序停止，回到初始状态。电路如图1-2所示。振荡器系统时钟：由32768晶振接xin和xout/tclk引脚构成振荡电路，产生单片机所需时钟信号。时钟电路如图1-3所示。（1）msp430单片机芯片时钟输入源分为以下几种：lfxt1clk：低频时钟源，需外接晶体振荡电路。实际电路中选32768hz晶振。dco：数字控制rc振荡器，由芯片内部电路构成。 图1-2 复位电路 图1-3时钟电路（2）时钟输出信

41、号分为以下几种：aclk 辅助时钟：驱动片内或片外慢速外设；mclk主系统时钟：驱动cpu和系统；smclk子系统时钟：驱动片内或片外快速外设。 根据实际连接情况，使用片内外设时，可通过控制字选择、确定aclk、smclk和mclk作为时钟源。aclk只能来源于lfxt1。 msp430f4xx系列单片机振荡器控制逻辑增加了fll+功能，可通过aclk产生稳定的mclk。例1-1-1：时钟模块应用举例：使用fll+电路自动设定内部dco在8mhz频率下工作。使用一个外部32khz 时钟晶振支持aclk=lfxt=32768hz，mclk = smclk = dcoclk = (n+1) x 2

42、 x aclk。具体c语言程序如下：#include msp430x41x.hvoid main(void) wdtctl = wdtpw + wdthold; /关看门狗定时器 scfi0 |= fn_4; /设dco为8mhz scfqctl = 121; / (121+1) x 32768 x 2 = 7.99 mhz fll_ctl0 = dcoplus + xcap18pf; / dco+ set so freq = xtal x d x n+1 p1dir = 0x22; / p1.1 & p1.5 输出方向 p1sel = 0x22; / p1.1 & p1.5 输出 mclk

43、& aclk while(1); /本地循环 jtak接口：写入程序时与开发系统连接，cpu让出总线控制权，由开发系统控制片内各模块，并可在线仿真运行；完成程序写入、仿真后，拔下接头，则片内模块由cpu控制执行写入程序。4kflash存储器：存储程序和常量数据。256字节ram：存储变量数据、数组。pio端口p1p6：基本功能是并行输入数字信号或输出高、低电平；第二功能见引脚说明。p1、p2端口具有中断功能。看门狗定时器：看门狗功能是当程序跑飞时自动回到初始状态；定时功能是当设定时间间隔到时，自动产生中断。定时器a：定时器功能、自动产生pwm信号功能、捕获上升沿功能。比较器：比较两输入引脚电压

44、高低功能。基本定时器：定时器功能和自动产生lcd驱动交变信号功能。lcd显示器驱动模块：自动产生lcd段码和com端驱动信号。msp430f413单片机引脚结构 msp430f413芯片引脚如图1-4所示，各引脚说明见表1-1。图1-4表1-1 msp430f413引脚定义引脚名称引脚编号i/o描述avcc64模拟正电源端，向电压检测电路，brownout，晶体振荡电路，所频环电路，比较器a，端口1，以及液晶分压电阻网络供电，上电不必早于dvcc。avss62内部连接于dvcc。dvcc1数字正电源端，提供所有部件电源（由avcc供电的除外）。dvss63数字地，所有部件的接地端（由avcc/

45、avss供电的除外）。nc7、10、11空脚p1.0/ta053i/o通用数字i/o；定时器_a，捕获方式：ccioa输入；比较方式：out0输出。p1.1/ta0/mclk52i/o通用数字i/o；定时器_a，捕获方式：cciob输入；mclk输出。注意：在这个引脚上ta0只能输入。p1.2/ta151i/o通用数字i/o；定时器_a，捕获方式：cci1a输入；比较方式：out1输出。p1.3/svsout50i/o通用数字i/o；svs：svs比较输出端。p1.449i/o通用数字i/o。p1.5/taclk/aclk48i/o通用数字i/o；定时器_a输入时钟；aclk输出。p1.6/c

46、a047i/o通用数字i/o；比较器_a输入端。p1.7/ca146i/o通用数字i/o；比较器_a输入端。p2.0/ta245i/o通用数字i/o；定时器_a，捕获方式：cci2a输入；比较方式：out2输出。p2.144i/o通用数字i/o。p2.2/s2335i/o通用数字i/o；lcd段23输出端（见注1）。p2.3/s2234i/o通用数字i/o；lcd段22输出端（见注1）。p2.4/s2133i/o通用数字i/o；lcd段21输出端（见注1）。p2.5/s2032i/o通用数字i/o；lcd段20输出端（见注1）。p2.6/caout/s1931i/o通用数字i/o；比较器a输出

47、端；lcd段19输出端（见注1）。p2.7/s1830i/o通用数字i/o；lcd段18输出端（见注1）。p3.0/s1729i/o通用数字i/o；lcd段17输出端（见注1）。p3.1/s1628i/o通用数字i/o；lcd段16输出端（见注1）。p3.2/s1527i/o通用数字i/o；lcd段15输出端（见注1）。p3.3/s1426i/o通用数字i/o；lcd段14输出端（见注1）。p3.4/s1325i/o通用数字i/o；lcd段13输出端（见注1）。p3.5/s1224i/o通用数字i/o；lcd段12输出端（见注1）。p3.6/s1123i/o通用数字i/o；lcd段11输出端（见注1）。p3.7/s1022i/o通用数字i/o；lcd段10输出端（见注1）。p4.0/s921i/o通用数字i/o；lcd段9输出端（见注1）。p4.1/s820i