MSP430单片机经典资料

1、MSP430August 00 / 1超低功耗微控制器超低功耗微控制器MSP430Texas Instruments 超低功耗微控制器超低功耗微控制器MSP430August 00 / 2F40 xin designx31xLCD92x32xLCD84ADC14x33xLCD120Timer_AUSARTMPYROM/OTP2.5-5 VLCD DriverFLLTimer/PortBasic Timer8-bit T/CFlash1.8-3.6 VBasic ClockTimer_AFlash1.8-3.6 VLCD Driver.1996199920002002MSP430 发展历程发展历

2、程2001x11x1Comp_AX12xUSARTin designF13xTimer_BADC12USARTComp_AF14xTimer_BADC122 USARTMPYComp_ANewNewF41xin designF42xin designF44xin design性能性能MSP430August 00 / 3MSP430 有工业级有工业级 16 bit RISC MCU.-40 - 85 CMSP430 编程方便，开发工具廉价编程方便，开发工具廉价ADD MEM1,MEM2 ;MEM2=MEM1+MEME2The MSP430 runs with a watch crystal a

3、t up to 4MHz internal clock!MSP430：全新的微控制器全新的微控制器MSP430 的能效极高的能效极高. I/O 和和 CPU 运行是能用不同的时钟运行是能用不同的时钟CPU 功耗的开关通过状态寄存器的功耗的开关通过状态寄存器的控制位实现控制位实现MSP430 的功耗极低的功耗极低.执行时为执行时为 160uA 1.8V (Flash)备用时为备用时为 0.1uA (Flash)MSP430 极大地延长了电电池寿命极大地延长了电电池寿命RUN THE MARATHON,NOT THE MILE.TIs Flash MSP430 MCU reducespower c

4、onsumption drastically,so your batteries run longer.MSP430August 00 / 4超低功耗超低功耗 1.8 V . 3.6 V 供电电压范围 200 A 1MHz, 2.2V，活动模式 0.7 A 备用模式 0.1 A 保持 RAM 数据 6 s 从备用模式唤醒强大的强大的 CPU 内核内核 16-Bit RISC 结构 125 ns 指令周期 8 MHz灵活多样的外围模块灵活多样的外围模块 12-bit A/D (8 + 4 通道, 转换10 s) 16-bit Timer_A with 3 C/C 寄存器 16-bit Timer

5、_B with 7 C/C 寄存器 1- 2 个 USART接口 硬件乘法器 模拟信号比较器 基本时钟模块- 由可编程内部电阻控制频率- 由单一外部电阻控制频率- 32 kHz 晶振产生低频- 高频晶振产生高频- 可选择外部时钟源RUN THE MARATHON,NOT THE MILE.TIs Flash MSP430 MCU reducespower consumption drastically,so your batteries run longer.NewMSP430F1xx： FLASH 系列特性系列特性MSP430August 00 / 5注注:1 - 可由 Comparator

6、_A 实现2 - 可由 Timer/Port 实现3 - 有 256B FLASH 和 Boot ROM4 - Input/Output + Output外围模块外围模块:TIMERS:WDT - Watchdog 定时器8bit T - 8 位定时器/计数器BT1 - Basic Timer 1T_A - Timer_A (x) 捕捉/比较寄存器T_B - Timer_B (x) 捕捉/比较寄存器UART 软件实现，或通用同步/异步接口数MPY硬件乘法器I/O数字 I/O，及OutputMSP430 系列系列MSP430August 00 / 6FLASH 型型超低功耗 Flash 内核10

7、0,000 次写/擦周期程序存储器分段：512B信息存储器分段：128B 可以分段擦除或整体擦除编程和擦除电压由内部产生有代码读出保护MSP430 FLASH 系列系列Five new Flash configurations available now!New 型号型号 FLASHA/D Timers USART MPY I/OMSP430F11011 KBSlopeA3- - 14MSP430F11214 KBSlopeA3- - 14MSP430F1338 KB 12-bit A3 + B3 1 - 48MSF430F13516 KB 12-bit A3 + B3 1 - 48MSP43

8、0F14732 KB 12-bit A3 + B72 v 48MSP430F14848 KB 12-bit A3 + B7 2 v 48MSP430F14960 KB 12-bit A3 + B7 2 v 48MSP430August 00 / 7超低功耗的实现：超低功耗的实现：快速起动和省电模式快速起动和省电模式* 16bit CPU* 突发式模式切换* 电流消耗小* 唤醒快 (6 s) 其他其他 MCU MSP430* 4/ 8bit CPU* 电流消耗大* 唤醒慢IttI例：例：LPM3, 备用模式备用模式 (MSP430C31x)32768Hz 振荡器活动。基于 Basic Timer

9、1 的实时钟活动。LCD 驱动有效。40050 5061.3 0.1050100150200250300350400450Active ModeVcc = 3V1 sec cycle timeIcc / ALPM0LPM1LPM2LPM3LPM4IAvrgIAvrgMSP430August 00 / 8* 16bit CPU* 突发式模式切换* 电流消耗小* 唤醒快 (6 s) 其它其它 MCU MSP430* 4/ 8bit CPU* 电流消耗大* 唤醒慢IttI例：例：LPM3, 备用模式备用模式振荡器 32768Hz 活动,Timer_A 有效,经 LCD 模块驱动 LCD 20032

10、32110.7 0.1050100150200250300350400450Active ModeVcc = 2.2V1 sec cycle timeIcc / ALPM0LPM1LPM2LPM3LPM4IAvrgIAvrg1-2 mA200uA超低功耗的实现：超低功耗的实现：FLASH 型型MSP430August 00 / 9FLL FLL 时钟系统（时钟系统（3 3x x）低功耗 32.768 kHz 晶振ACLK辅助时钟PUCFLLfMCLK = ( N + 1 ) * fACLKMCLK主系统时钟(fSystem)32.768 kHzcrystalXINXOUT 只用一个晶体，无其它

11、外部元件只用一个晶体，无其它外部元件 处理机时钟频率稳定，抗干扰性能好处理机时钟频率稳定，抗干扰性能好 时钟可关闭，可时钟可关闭，可快速启动快速启动 电路功耗低电路功耗低MSP430August 00 / 10FLASHFLASH 型的型的时钟系统（时钟系统（F11xF11x，F11x1F11x1）1 个晶振个晶振, 1 个个DCO, 适应不同频率需要适应不同频率需要MSP430August 00 / 11FLASHFLASH 型的型的时钟系统（时钟系统（F13xF13x，F14xF14x）2 个晶振个晶振, 1 个个DCO, 适应不同频率需要适应不同频率需要MSP430August 00 /

12、 12速度比较速度比较: 32 kHz 时的运算快于时的运算快于 20 MHz 典型的典型的 8bit 单片机单片机20MHz 晶振内部 4 分频主时钟：5MHz = 200ns5 机器周期 / 指令1000ns 指令周期，8 位操作 MSP430 32kHz 晶振 DCO 作为主时钟发生器 主时钟：4 MHz = 250ns 1 机器周期 / 指令 250ns 指令周期，16 位操作MSP430August 00 / 13MSP430 x33x框图框图P3.0P3.7VCC2 VSS1RST/NMIMAB, 16bitCom0.3S0.28/O2.28S29/O29/CMPITMSTCKTD

13、ITDOXINXOutXBufOscillatorSystem ClockACLKMCLKFLLincl. 16 reg.CPUURX24kB ROM1024BSRAMWatchdogTimerI/O PortLCDBasicTimer1MAB,4bitMDB,8bitMCB15bit30 Segment1,2,3,4 MuxPower-on-ResetRAMLinesfLCDR03 R2332kBEPROMUSARTBusconv.P4.7I/O Port1x8 dig. I/OsP2.xP1.xI/O Port2x8 I/Osall withinterr. cap.R13R33P0.0P0

14、.7I/O Port8 I/Os, all with3 Int. Vectorsinterr. cap.88TP.0 . 5CIN6ADCTimer,O/PTimer/PortAppl.s:UTXUCK8bitTimer/CounterRXDTXDUARTTimerA16bitPWMTimerATACLKTA0.0.5RXD, TXDMPYMPYSMAC16x16bit8x8bitMDB, 16bit2 Int. Vectors1x8 dig. I/OsSTESIMOSOMICMPIUART orSPIfunctionP4.0VSS2 VSS3VCC1TestJTAG32kB ROMMSP43

15、0August 00 / 14MSP430 x32x框图框图C: PromP: OTPSRAMCPUincl. 16 reg.Busconv.ADCWDTI/O Port8b Timer/B. TimerMAB, 16bitMDB, 16bitMAB,4bitMDB,8bitOscillatorSystem ClockACLKMCLKMCBTestJTAG12+2bit5 ChannelsCurrent S.FLL15bitCounter8 I/OsSerial ProtocolSupport3 Int. VectorsPORTMSTCKTDITDOfLCDTXDRXDXINXOutP0.0P

16、0.7VCCVSSRST/NMISVCCRIA0.5Timer/PortTP.0TP.5CINR03LCD1, 2, 3, 4 Mux84 SegmenteCom0.3Seg 0.19Seg 20/CMPI.TP.4XBufR23R33R13E: EProm8kB ROM256B RAM16kB EPROM512B RAM16kB ROM512B RAMCMPIMSP430August 00 / 15MSP430 x31x框图框图P0.0P0.7VCCVSSRST/NMIMAB, 16bitMDB, 16bitCom0.3Seg 0.18,22,23,26Seg 27/CMPITMSTCKTD

17、ITDOXINXOutXBufOscillatorSystem ClockACLKMCLKTestJTAGFLLincl. 16 reg.CPUTP.0 . 5CINR13R234kB ROMC: PromE: EProm256BSRAMWDTI/O PortLCD8b Timer/B. TimerMAB,4bitMDB,8bitMCB15bitCounter1, 2, 3, 4 MuxSerial ProtocolSupportPORRAM92 SegmentefLCDTXDRXD68kB ROMA/D Conv.Timer, O/PTimer/PortApplications:Buscon

18、v.8 I/Os, all with3 Int. Vectorsinterr. capabilityP: OTPCMPIMSP430August 00 / 16P1.0/TACLKP1.7/TA2VCCVSSRST/NMITEST/ VPPTest / JTAGCPUincluding 16register2/4kB ROMC: ROM128/256BSRAMMAB,4bitMDB,8bitMCBPower-OnRAMBusconv.ResetI/O Port 1Timer_A3 CC Register:4kB MTPF: MTP8 I/Os, all withinterr. capabili

19、tyXINXOutOscillatorSystem ClockACLKMCLK SMCLKRoscACLKSMCLKWatchdog/15 / 16 bitTimerACLKDCORP2.0/ACLKP2.5/RoscOutxOut0CCI0BTACLKSMCLKTACLKorJTAGCCIxBCCIxACCR0/1/2INCLKINCLKOutxCCIxAMDB, 16bitMAB, 16bitComp.CCI1BP2.1/INCLKP2.2/CAOUTP2.3/CA0P2.4/CA1+-P2.3P2.4I/O Port 28 I/Os, all withinterr. capability

20、MSP430 x11x框图框图PWM 和和 UART12 位斜坡位斜坡 ADC14 中断线中断线4K + 256 flash多模式时钟多模式时钟MSP430August 00 / 1764 pin QFPMSP430F13x框图框图P3P4DVCC DVSSRST/NMIMAB, 16bitMDB, 16bitTEST/VPPTestJTAGincl. 16 reg.CPUFlash 8 KB16 KBRAM256 B512 BMAB,4bitMDB,8bitMCBPowerBusconv.onResetUSARTI/O Port 3/4 Timer_B33 CC RegisterXIN1 X

21、Out1Oscillator System ClockACLKMCLKSMCLKI/O Port 1/2P1P2RoscACLKSMCLKWatchdog15 / 16 bitTimer12 bit ADC8 channels10us conv.ComparatorA16 I/Oswithinterr. capabilityTimer_A33 CC RegisterI/O Port 5 P5Shadow Reg.AVCC AVSSXIN2XOut2BreakpointLogic16 I/Oswithinterr. capability8 I/Oswithinterr. capability8A

22、0.7NewMSP430August 00 / 1864 pin QFPMSP430F14x框图框图P3P4DVCC DVSSRST/NMITEST/VPPTestJTAGincl. 16 reg.CPUFlash 32 KB48 KB60 KBRAM1 KB2 KB2 KBMAB,4bitMDB,8bitMCBPowerBusconv.onResetI/O Port 3/4 Timer_B77 CC RegisterCOMM portXIN1 XOut1Oscillator System ClockACLKMCLKSMCLKI/O Port 1/2P1P2RoscACLKSMCLKWatch

23、dog15 / 16 bitTimer12 bit ADC8 channels10us conv.ComparatorATimer_A33 CC RegisterI/O Port 5 P5Shadow Reg.AVCC AVSSXIN2XOut2USARTsBreakpointLogicTwoHardwareMPYMAB, 16bitMDB, 16bit16 I/Oswithinterr. capability16 I/Oswithinterr. capability8 I/Oswithinterr. capability8A0.7NewNewMSP430August 00 / 19MSP43

24、0的空间的空间地址功能寻址7 00FFFFh0FFE0h中断向量表ROM字/字节0FFDFh程序存储器跳转控制表数据表等ROM字/字节0200h数据存储器RAM字/字节01FFh0100h16 位外围模块Timer，ADC 等字0FFh010h8 位外围模块I/O，LCD，定时器/端口等字节0Fh0h特殊功能寄存器SFR字节128-2K1K-60KMSP430August 00 / 20Segment 0中断向量中断向量Segment 1Segment 2Segment 3Segment ASegment BFFFFhFE00hFC00hFA00hF800h1100h1080h1000h主存储

25、器按主存储器按 512 byte 分段分段信息存储器按信息存储器按 128 byte 分段分段各分段可单独擦除或同时擦除各分段可单独擦除或同时擦除Up to 60KbyteMSP430的空间：的空间：FLASH 型的型的 FLASH 存储器存储器MSP430August 00 / 21FLASH 存储器：存储器：写入和读出写入和读出Flash 存储器以正常的寻址方式读出存储器以正常的寻址方式读出Flash 存储器可以在程序控制下写入（存储器可以在程序控制下写入（Vcc 需高于需高于 2.7V）自举程序可在写保护后对自举程序可在写保护后对 Flash 存储器擦除、写入存储器擦除、写入（由（由用户

26、定义口令作保护）用户定义口令作保护） FLASH BusyWrite flash memoryFLASH BusySet write modeMSP430August 00 / 22中断：中断：向量表向量表（3x, 11x, 11x1）中断源中断源中断标志中断标志系统中断系统中断地址地址优先级优先级上电外部复位看门狗WDTIFG复位0FFFEh15，最高NMI振荡器故障NMIIFGOFIFG非屏蔽可屏蔽0FFFCh14I/O 专用P0IFG.0可屏蔽0FFFAh13I/O 专用P0IFG.1可屏蔽0FFF8h12可屏蔽0FFF6h11看门狗定时器WDTIFG可屏蔽0FFF4h10Timer_A

27、CCIFG0可屏蔽0FFF2h9Timer_ATAIFG可屏蔽0FFF0h8USART 接收URXIFG可屏蔽0FFEEh7USART 发送UTXIFG可屏蔽0FFECh6ADC，定时器/端口ADCIFG可屏蔽0FFEAh5定时器/端口可屏蔽0FFE8h4P2P2IFG.0-7可屏蔽0FFE6h3P1P1IFH.0-7可屏蔽0FFE4h2Basic TimerBTIFG可屏蔽0FFE2h1P0P0IFG.2-7可屏蔽0FFE0h0，最低MSP430August 00 / 23中断：中断：向量表向量表（13x,14x）中断源中断源中断标志中断标志系统中断系统中断地址地址优先级优先级上电外部复位看

28、门狗Flash 存储器WDTIFG复位0FFFEh15，最高NMI振荡器故障Flash 存储器访问错NMIIFGOFIFGACCVIFG非屏蔽可屏蔽0FFFCh14Timer_B7BCCIFG0可屏蔽0FFFAh13Timer_B7BCCIFG1-6,TBIFG可屏蔽0FFF8h12Compare_ACMPAIFG可屏蔽0FFF6h11看门狗定时器WDTIFG可屏蔽0FFF4h10USART0 接收URXIFG0可屏蔽0FFF2h9USART0 发送UTXIFG0可屏蔽0FFF0h8ADCADCIFG可屏蔽0FFEEh7Timer_A3CCIFG0可屏蔽0FFECh6Timer_A3CCIFG

29、1-2,TAIFG可屏蔽0FFEAh5P1P1IFG.0-7可屏蔽0FFE8h4USART1 接收URXIFG1可屏蔽0FFE6h3USART1 发送UTXIFG1可屏蔽0FFE4h2P2P2IFG.0-7可屏蔽0FFE2h10FFE0h0，最低MSP430August 00 / 24寻址方式和指令寻址方式和指令程序计数器 PCR0堆栈指针 SPR1状态寄存器 SR/常数发生器 CG1R2常数发生器 CG2R3工作寄存器 R4R4工作寄存器 R5R5：工作寄存器 R13R13工作寄存器 R14R14工作寄存器 R15R15寻址模式语法寄存器模式Rn变址模式X(Rn)符号模式ADDR绝对模式&a

30、mp;ADDR间接寄存器模式Rn间接增量模式Rn+立即模式#NMSP430的寄存器的寄存器MSP430的寻址方式的寻址方式 MSP430 指令：指令： 27条条 （RISC指令）指令） 采用模拟指令后为采用模拟指令后为 51条条MSP430August 00 / 25片上外围模块：片上外围模块：I/O，LCD驱动驱动I/O 端口端口 P0、P1、P2：各位方向可选，可产生中断，触发沿可选各位方向可选，可产生中断，触发沿可选 P3、P4： 各位方向可选，引脚复用各位方向可选，引脚复用 P5、P6： 各位方向可选，引脚复用各位方向可选，引脚复用（33x：P0-P4 11x：P1,P20-25 13

31、x、14x：P1-P6）LCD 驱动驱动 LCD 段：段：21x4 - 30 x4 空闲空闲 LCD 引脚用作输出引脚用作输出 （3x系列、系列、4x系列）系列） MSP430August 00 / 26片上外围模块：片上外围模块：硬件乘法器硬件乘法器 乘法乘法 无符号乘无符号乘 有符号乘有符号乘 无符号乘加无符号乘加 （以第一操作数地址来区别）（以第一操作数地址来区别） 精度精度 8位位 X 8位位 8位位 X 16位位 16位位 X 8位位 16位位 X 16位位 速度速度 写入操作数后，立即可读乘积写入操作数后，立即可读乘积 当用间接寻址访问时，需等待一条指令当用间接寻址访问时，需等待一

32、条指令MSP430August 00 / 27片上外围模块：片上外围模块：定时器，比较器定时器，比较器BASIC Timer12x8 位或位或 16 位计数器，做实时钟、位计数器，做实时钟、LCD 帧频时钟帧频时钟定时器定时器/端口端口2x8 位或位或 16 位计数器，与比较器及位计数器，与比较器及 TP 端配合实现斜坡端配合实现斜坡 A/D 定时器定时器/计数器计数器8 位计数器，可预置定时值，可实现软件位计数器，可预置定时值，可实现软件 UARTPWM定时器定时器8 位计数器，可产生低精度位计数器，可产生低精度 D/A看门狗定时器看门狗定时器看门狗功能，或看门狗功能，或 16 位定时器功能

33、位定时器功能Timer_A16 位，带比较器位，带比较器/捕捉器，可实现捕捉器，可实现 UART、PWM、斜坡斜坡 A/DTimer_B16 位，带比较器位，带比较器/捕捉器，可实现捕捉器，可实现 UART、PWM、斜坡斜坡 A/D Compare_A模拟信号比较器，监视外部模拟电压模拟信号比较器，监视外部模拟电压MSP430August 00 / 28片上外围模块片上外围模块：TIMER_A，TIMER_BTIMER_BMSP430August 00 / 29片上外围模块片上外围模块：USART异步通信异步通信波特率产生时钟频率、波特率选择，波特率调整寄存器 例：bit=13.67T，UMC

34、TL=01101011，T：14, 14, 13, 14, 13, 14, 14, 13帧格式ST(0) | DATA(7-8bit) | AD | PA | SP(1) | SP(1)多机模式线路空闲多处理机模式：地址帧 10位以上 “1” 后首帧地址位帧多处理机模式：地址帧（AD=1）同步通信同步通信同步时钟由主机发送，不必利用波特率调整技术数据传输主机的发送和接收同时进行 方式：主机发送数据， 从机发送伪数据主机发送数据， 从机发送数据主机发送伪数据， 从机发送数据MSP430August 00 / 30片上外围模块片上外围模块：A/D 12 + 2 bit（32x）输入通道输入通道 A

35、0 - A7参考电压参考电压 内置或外置转换方式转换方式 选择电压范围(2 位)：电阻网络 逐位比较(12 位)：开关电容阵列转换精度转换精度 12 +2 位， 12 位（预先设定转换电压范围）转换时间转换时间 12+2 位:132ADCLK，12 位:96ADCLK ADCLK = (1 - 1/4)MCLK 时钟速率的影响 高：转换未完成， 低：电容阵列放电恒流模式恒流模式 A0 - A3 可作为电流源以输出电流驱动传感元件（如热敏电阻等）MSP430August 00 / 31片上外围模块片上外围模块：A/D 12 bit（13x，14x）自动扫描桶型缓存自动扫描桶型缓存采样采样/转换控

36、制转换控制片内参考电压源片内参考电压源片内温度传感器片内温度传感器可编程参考源选择可编程参考源选择MSP430August 00 / 32P1OUT.0P1.0C1R1Vin =1024利用比较器构成利用比较器构成 10 bit A/DMSP430CA1VinVcc xnCA0CAOUT+ 1 LSBVCCP2.0/DAC( Not To Scale! )Vin VoutVinMSP430August 00 / 33VCC/4P1OUT.1P1OUT.2P1OUT.0P1DIR.0P1.1P1.2P1.0C1R1VrefVref/2chargeTvinchargeTvrefVin charge

37、TvbVin =TVcc-Tvb e 利用比较器构成斜坡利用比较器构成斜坡 12 bit A/DMSP430CA1P1OUT.3P1.3VinVrefRRln(0.5) x Tvin-TvrefVrefVbVthCA0CAOUTMSP430August 00 / 34F11x 应用实例应用实例MSP430August 00 / 35TIMER_B + ADC应用应用: 3 相相 H-桥电路驱动桥电路驱动U0T1T2T3T4T6T5ACRCcellFeedbackgainShuntresistorOver currentprotectionActive TimeMSP430F14XTB5TB4T

38、B3TB2TB1TB0A06-Channel PWM + Dead BandA1A2Drive VoltageTemperatureMSP430August 00 / 36开发工具介绍开发工具介绍 Simulator Assembler Linker Archiver Object Code Converter Absolute Lister LCD EditorF Floating Point PackageF Starter Kit MSP-STK430X320F Evaluation Kit MSP-EVK430X320F Evaluation Kit MSP-EVK430X330F Flash ICE MSP-FET430X110F Flash ICE MSP-FET430P140F Dr. Krohn & Stiller Emulator F MX430, MX430P, MX430L, and A