第节MSP基本知识

会计学1第节MSP基本知识1．以二进制表示数据和指令(程序)？2.

“存储程序”

+“程序控制”

？3.

五大组成部分？输入设备控制器输出设备

CPU

存储器运算器ALU计算机的基本组成和工作原理要点冯·诺依曼计算机第1页/共37页存储器I/O接口1输入/输出设备1数据总线DB控制总线CB地址总线ABCPU运算器＋控制器＋寄存器微机的基本结构I/O接口n输入/输出设备n独立芯片或电路第2页/共37页存储器I/O接口1数据总线DB控制总线CB地址总线ABCPU运算器＋控制器＋寄存器微控制器（MCU）的基本结构I/O接口n集成芯片存储容量、速度、功能、功耗、……？？？第3页/共37页第4页/共37页MSP430的体系结构与特点16-bitRISCCPU；peripherals模块（外设，I/O接口）；时钟模块；各模块通过地址总线（MAB）、数据总线（MDB）和控制总线（MCB）互连；I/O接口与存储器统一编址；27条核心指令，7种寻址方式；CPU中的寄存器均可以进行读和写操作；单周期寄存器操作；无需寄存器中介的存储器之间的数据传送；内含常数发生器，可缩短代码长度；……第5页/共37页地址总线数据总线控制总线SR/R2数据输入输出电路指令译码与控制逻辑地址输出电路R4R5……R15通用寄存器运算器PC/R0ALUMSP430CPU原理图指令指针寄存器SP/R1堆栈指针寄存器状态寄存器MAB16-bitMDB16-bitMCBR2/R3常数发生器16-bitRISCarchitecture27条核心指令7种寻址方式16个16位的寄存器第6页/共37页R0/PCProgramCounter0R1/SPStackPoint0R2/SR/CG1StatusR3/CG2ConstantGeneratorR4 GeneralPurposeR5 GeneralPurposeR14 GeneralPurposeR15 GeneralPurpose15 0MSP430CPU的寄存器MSP430CPU的编程结构仅从编程的角度看待CPU的组成，主要是指CPU中的寄存器及其使用方法，而不关心其硬件实现的具体细节第7页/共37页MSP430汇编语言程序：Start:……MOV#100,R6MOV#0,R8MOV#2000H,R7Again:ADD@R7,R8INCR7DECR6JNZagain……因此在汇编语言程序中要频繁使用寄存器例：右图的MSP430汇编语言程序使用了R6,R7,R8,SR等寄存器汇编语言直接与CPU中的寄存器打交道使用SR寄存器第8页/共37页R0/PCProgramCounter0R1/SPStackPoint0R2/SR/CG1StatusR3/CG2ConstantGeneratorR4 GeneralPurposeR5 GeneralPurposeR15 GeneralPurpose15 0MSP430CPU寄存器取完指令后CPU根据该指令的字节数自动增量PC，因此PC的值指向下一条要执行的指令。PC总是指向偶地址（bit0=0）堆栈用于保存子程序的返回地址等重要信息。堆栈按先进后出原则进行操作，堆栈指针SP指向堆栈的栈顶（TOP）。SP总是指向偶地址（bit0=0），并且必须由用户初始化。状态寄存器SR用于指示ALU的运算结果状态以及CPU、时钟和中断控制等。SR只能用于寄存器寻址方式的字指令（.W）中。若使用其它的寻址方式，则实际上用的是常数发生器CG1，而不是SR。第9页/共37页通用寄存器R4~R15通用寄存器可以用作数据寄存器（寄存器寻址方式）、地址指针（寄存器间接寻址方式）或变址值（indexvalue，变址寻址方式），而且可以用字指令（.W）或者字节指令（.B）进行存取操作。字节指令（.B）存取寄存器操作示意图：第10页/共37页状态位（StatusBits）：V(OverflowFlag)

N(NegativeFlag)

Z(ZeroFlag)C(CarryFlag)记录指令运算结果的状态信息。常作为后续转移指令的控制条件，又称为条件码MSP430CPU的状态寄存器——SR/R2方式位（ModeBits）:SCG1SCG0OSCOFFCPUOFF

GIE(GeneralInterruptenable)用于控制时钟、CPU和中断第11页/共37页常用状态标志C和Z的含义及其使用 …… CMPx,y;x-y JCless;若C=1,x<y,转至less处运行

……;否则x>=y运行此指令

……less:……;less处的指令

……C：进位标志(CarryFlag)加法时，若最高位有进位则C＝1，否则C＝0减法时，若最高位有借位则C＝1，否则C＝0例：CMP指令与C标志结合可判断两数的大小：第12页/共37页Z：零标志(ZeroFlag)

若运算结果为0时，则Z＝1，否则Z＝0例：CMP指令与Z标志结合测试两个操作数是否相等： …… CMPx,y;x-y JCless;若C=1,x<y,转less处运行

JZequal;若

Z=1,x=y,转equal处运行

……;否则x>y运行此指令

……less:……equal: ……第13页/共37页 …… TSTR5,10000000B;两个操作数相“与”

JZzero;若Z=1则R5的D7=0，转zero处运行

……;否则R5的D7=1，运行此指令

……zero:……;zero处的指令

……与TST指令结合用Z测试某位是0还是1：1xxxxxxxB10000000B10000000B与0xxxxxxxB10000000B00000000B与例：测试R5的D7

是0还是1？Z=0Z=1第14页/共37页

10110101被加数8位

+

10001111加数8位进位

1

111111

01000100和8位运算器SR运算器被加数加数和加法运算对状态标志的影响举例最高位D7位产生进位:C=1相加的结果为44H,不为0:Z=0结果为正： N=0结果有溢出： V=1第15页/共37页存储器与I/O组织I/O与存储器统一编址，可寻址空间64k字节存储器和I/O系统SR/R2指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器R4R5……R15通用寄存器运算器PC/R0ALU指令指针寄存器SP/R1堆栈指针寄存器状态寄存器MABMDBMCB第16页/共37页存储器的构成：ROM+RAM存储器用于存放程序与数据MABMDBMCB地址译码数据缓冲控制电路CPUROM:ReadOnlyMemoryRAM:RandomAccessMemoryFLASHROMRAM变量与堆栈ROM程序和常数ROM具有掉电保护的功能，即掉电不丢失其中的信息。RAM无掉电保护功能掉电后原有信息将不复存在I/OSFR64K高低第17页/共37页MSP43064k字节可寻址空间的组织code,datawordorbytetablesdata,code操作指令word:字指令（.W）byte:字节指令（.B）第18页/共37页I/O空间第19页/共37页第20页/共37页byte可以在奇地址或偶地址word的高字节只能在奇地址低字节只能在偶地址数据的存储格式高字节存储在高地址低字节存储在低地址第21页/共37页特殊功能寄存器SFR用于允许/禁止某些外设的功能、允许/禁止某些外设的中断请求、登记某些外设的中断标志等。SFR是字节型的寄存器，因此只能使用字节型指令（.B）对其进行操作。第22页/共37页Peripherals（I/O接口）

16位 8位0100~01FFh 010~0FFhMSP430外设第23页/共37页MSP430的digitalI/O第24页/共37页MSP430的WatchdogTimer第25页/共37页MSP430的USART0,USART1第26页/共37页MSP430的ADC12第27页/共37页MSP430的Timer_A3,Timer_B