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文档简介
一什么是MSP430?
1、概述MSP430单片机的发展MSP430Portfolio+RoadmapMSP430newproductIntroduction部件号解码器 2、MSP430单片机的特点TheWorld'sLowestPowerMCULongerBatteryLife代码优化率二、外设模块简介1、时钟系统2、ADC10/ADC12模块3、BOR(掉电复位)4、系统复位模块5、比较器A6、DAC127、DMA(DerictMemoryAccess)8、Flash模块介绍9、数字I/O端口目录10、LCD/LCD_A11、MPY(硬件乘法器)12、OpAmp13、基本定时器14、RTC(实时时钟)15、ScanIF(旋转扫描接口)16、SD1617、SVS(电源管理)18、TimerA/TimerB19、USCI(UART、SPI、I2C、LIN、IrDA)20、USB模块21、Watchdog+22、PMM(SVS.SVM.BOR.LDO电源管理和供电监控模块)三、MSP430烧录工具简介1、USB-BasedJTAGInterface-UIF2、Parallel-Port(并口,只支持JTAG)3、EZ430(USB接口的,只支持SBW模式)4、专业编程器有GANG430(串口、一拖8个,支持JTAG、SBW,不支持BSL)5、FlashPro430andGangPro430。多功能编程器(JTAG、SBW、BSL)四、开发平台IARFOR430及烧录软件FET-PRO430讲解(上机操作)一什么是MSP430?1、概述 MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器(MixedSignalProcessor)。称之为混合信号处理器,主要是由于其针对实际应用需求,把许多模拟电路、理器集成在一个芯片上,以提供“单片”解数字电路和微处决方案。MSP430单片机的发展 MSP430系列是一个16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机,1996年问世。MSP430系列单片机的发展过程,可以看出有这样四个阶段:
第一阶段: 1996-2000初:这个阶段首先推出有33X、32X、31X等几个系列,而后于2000年初又推出了11X、11X1系列。 MSP430的33X、32X、31X等系列具有LCD驱动模块,对提高系统的集成度较有利。每一系列有ROM型(C)、OTP型(P)、和EPROM型(E)等芯片。EPROM型的价格昂贵,运行环境温度范围窄,主要用于样机开发。用户可以用EPROM型开发样机;用OTP型进行小批量生产;而ROM型适应大批量生产的产品。
2000年推出了11X/11X1系列。这个系列采用20脚封装,内存容量、片上功能和I/O引脚数比较少,但是价格比较低廉。第二阶段:
引入Flash技术。在2000年7月推出F13X/F14X系列,在2001年7月到2002年又相继推出F41X、F43X、F44X这些全部是Flash型单片机。
F41X单片机是目前应用比较广的单片机,它有48个I/O口,96段LCD驱动。F43X、F44X系列是在13X、14X的基础上,增加了液晶驱动器,将驱动LCD的段数由3XX系列的最多120段增加到160段。并且相应地调整了显示存储器在存储区内的地址,为以后的发展拓展了空间。第三阶段:
在2002年底和2003年期间又陆续推出了F15X和F16X系列的产品。
在这一新的系列中,有了两个方面的发展。一是从存储器方面来说,将RAM容量大大增加,如F1611的RAM容量增加到了10KB。二是从外围模块来说,增加了IIC、DMA、DAC12和SVS等模块。
在2003年中,TI公司还推出了专门用于电量计量的MSP430FE42X和用于水表、气表、热表上的具有无磁传感模块的MSP430FW42X单片机。我相信由于MSP430的开放性的基本架构和新技术的应用,新的MSP430的产品品种必将会不断出现。第四阶段:
MSP430F5xx是最新基于闪存的微处理器系列,不但具有业界最低的功耗,而且还可实现高达25MIPS的性能。该产品系列可提供1.8V至3.6V的宽泛工作电压。其特性包括可用于优化功耗的创新电源管理模块、内部控制稳压器,以及各种高达256kB的存储器选项。此外,5xx系列还能够实现更高的外设性能、集成度以及易用性等优异特性,并且能够与现有MSP430系列全面兼容。MSP430Portfolio+Roadmap
100+devices2xx-Catalog16MIPS120kBFlash8kBRAM500nAStandby1.8–3.6V75+devices1xx-Catalog8MIPS60kBFlash10kBRAM1.8–3.6VF=FlashC=ROMFR=FRAM100+devices4xx:LCD
16MIPS120kBFlash8kBRAMLCDController,160segments1.8–3.6VF23x0TheNewGeneration5xx-6xx25MIPS256kBFlash16kBRAM1.8–3.6VFRAM,USB,RF6xx:LCDController160uA/MIPSProductionDevelopmentDeviceF23x-F24xF261xF241xF20xxF21x1F21x2F22xxF13x-F14xF15x-F16xF541xF543xFx42x0Fx42xF44xFx43xF/CG461xFE42x2F47x4Fx47xF471xxF23x0F/C11xxF12xxF/C41xF41x2FR1000FRAMCC430RFF550xUSBF552xUSBF51x2LightingL0920.9VNativeF53xxGenPurposeF6/563xBGM,CatalogMSP430newproduct
Introduction`DeviceKeyFeaturesSamplesProductionMSP430F2370DSBGAFirstMSP430inDieSizeBGA:F2370,DSBGApackage(3x3mm)Now31-Mar-09MSP430Fx47xBloodGlucoseMeter(BGM)&Catalog,128segLCD,
16-bitADC,60KBFlash,BGA(7x7mm)Now17-Apr-09MSP430F471xx3-phaseeMeter,16-bitADC,128KBFlash,8KBRAM,LCDNow15-Jun-09MSP430F41x2Low-cost,144segLCD,16KBFlash,QFN(7x7mm)Now15-Jun-09MSP430F552xFull-speedUSB,128KBFlash,DMA,CRC16,ADC125-May-0931-Aug-09MSP430F5438ANext5438revisionenabling25MHz,1.8V15-July-092-Nov-09CC430F61xxMSP430+CC1101(<1GHz),32KBFlash,4KBRAM,ADC12,comparator,AES128module.15-May-09(EVMw/XMS)20-Dec-09MSP430L092(0.9V)0.9VDevice,4MHz,2KBBSLROM,2KRAM,2Timer,configurableanalogpool(8-bitADC/DAC,Comparator)30-Oct-091Q2010MSP430FR1000FRAMdeviceforlowendmotorcontrol.16kBFRAM1-Sep-0928-Jan-10MSP430F550x
(USBTiny)LowercostoptionUSB,16-32KBFlash,ADC10,64&48pinQFN,(NoOTG)[Previously64k]Dec2009April2010MSP430F5/663xBGM&Catalog,DAC:LCD,USB,RTCw/Batterybackup,128-256KBFlashw/EDI,16kBRAM,BGA7x7mm28-Oct-09Apr-10MSP430FR57XX[PreviouslyN57xx]CatalogFRAM:8-16kBFRAM,upto5timers,ADC10,DMA,USCI,Comparator_B1Q-10[previous1-Dec-09]3Q-10[previous15-Apr-10]MSP430F51x2LEDLighting:Hi-ResPWM,first5VtolerantMSP,8-32kBFlash,DMA,Comparator,ADC101-Nov-094-Jun-10MSP430FE6xxMetering:60kB,4KBRAM,ESP,320seg.LCD
[Previously256KB,16KBRAM]Mar-10TBDMSP430C09x(0.9V)0.9VDevice,4MHz,2kBmaskROM,1/2KBRAM,2Timer,configurableanalogpool(8-bitADC/DAC,Comparator)31-May-1031-Aug-10部件号解码器混合信号处理器XMS:(工程样片)MCU平台号存储器类型(F:flash,C:ROM,P:OTP)应用领域(G:医疗,E:电测量,W;水测量)系列号相似功能类存储器空间大小和相关配置工作温度范围(I:-40到85,T:-40到105)芯片封装形式包装(可选:盘装或卷装)2、MSP430单片机的特点工作电压:1.8-3.6V16位的单片机,采用了精简指令集(RISC)结构,简洁的27条内核指令,在8MHz晶体驱动下指令周期为125ns。采用冯诺依曼构架;中断请求唤醒时间小于1us。
TheWorld'sLowestPowerMCU6LowPowerModesStandbyModeat3Voperationwithselfwakeup,BOR,RAMretention<0.6µAOffMode(RAMRetention):0.1μAEntireMSP430portfolioisUltra-LowPowerbydesignRTC模式<1uA<250μA/MIPS(F5XX:<160μA/MIPS)超低功耗任务配置分配图
超快速的DCO启动使基于MSP430的系统能够尽量长时间地保持低功耗模式,从而延长电池使用寿命。DCO可全面实现用户编程。
ActiveModeandSleepModescurrentconsumptioncomparison
LongerBatteryLife
Usingastandard3VCR2032CoinCellBatteryratedat200mAh,theMSP430offersthelongestpossiblebatterylife.代码优化率
ThisPPTreportcontainstheresultsfrombenchmarkingtheMSP430againstmicrocontrollersfromothervendors.IARSystems'EmbeddedWorkbenchdevelopmentplatformwasusedtobuildandexecute(insimulationmode)asetofsimplemathfunctions.Thesefunctionswereexecutedoneachmicrocontrollertobenchmarkdifferentaspectsofthemicrocontroller'sperformance.Inaddition,FIRFilter,Dhrystoneareincluded.对比平台:IAR编译开发环境;编译代码函数:FIRFilter,Dhrystone;1.FIRFilterAnalysis—codesize(kb)2.FIRFilterAnalysis—speed(cyclecount)3.DhrystoneAnalysis—codesize(kb)4.DhrystoneAnalysis—speed(cyclecount)二、外设模块简介1、时钟系统
时钟源:LFXT1CLK: 低频时钟源,每个型号都有。XT2CLK: 高频时钟源DCOCLK: 内部数控振荡器
系统时钟分类:ACLK:
辅助系统时钟。ACLK是LFXT1CLK经过1/2/4/8分频以
后得到的,可由软件设置为各个外围模块的时钟源。一
般用于低速外设。MCLK: 系统主时钟,可由软件选择来自LFXT1CLK、XT2CLK、 DCOCLK三者之一,然后经过1/2/4/8分频以后
得到 MCLK主要用于CPU和系统。SMCLK: 子系统时钟,可由软件选择来自LFXT1CLK和CDOCLK,
或是来自XT2CLK和DCOCLK,具体由器件决定,然后经
过1/2/4/8分频以后得到。SMCLK主要用于高速外围模
块。2.ADC10/ADC12模块
ADC12模块中是由以下部分组成:输入的16路模拟开关,ADC内部电压参考源,ADC12内核,ADC时钟源部分,采集与保持/触发源部分,ADC数据输出部分,ADC控制寄存器等组成。
输入的16路模拟开关
16路模拟开关分别是由IC外部的8路模拟信号输入和内部4路参考电源输入及1路内部温度传感器源及AVCC-AVSS/2电压源输入。外部8路从A0-A7输入,主要是外部测量时的模拟变量信号。内部4路分别是Veref+ADC内部参考电源的输出正端,Vref-/Veref-ADC内部参考电源负端(内部/外部)。1路AVCC-AVSS/2电压源和1路内部温度传感器源。片内温度传感器可以用于测量芯片上的温度,可以在设计时做一些有用的控制;在实际应用时用得较多。而其他电源参考源输入可以用作ADC12的校验之用,在设计时可作自身校准。ADC内部电压参考源
ADC电压参考源是用于给ADC12内核作为一个基准信号之用的,这是ADC必不可少的一部分。在ADC12模块中基准电压源可以通过软件来设置6种不同的组合。AVCC(Vr+),Vref+,Veref+,AVSS(Vr-),Vref-/Veref-。ADC时钟源部分
ADC12的时钟源分有ADC12OSC,ACLK,MCLK,SMCLK。通过编程可以选择其中之一时钟源,同时还可以适当的分频。采集与保持,触发源部分
ADC12模块中有着较好的采集与保持电路,采用不的设置有着灵活的应用。关于这方面的详情请参考手册上的寄存器说明,此部分我们日后再作补上。ADC12内核
ADC12的模块内核是共用的,通过前端的模拟开关来分别来完成采集输入。ADC12是一个精度为12位的ADC内核,1位非线性微分误差,1位非线性积分误差。内核在转换时会参用到两个参考基准电压,一个是参考相对的最大输入最大值,当模拟开关输出的模拟变量大于或等于最大值时ADC内核的输出数字量为满量程,也就是0xfff;另一个则是最小值,当模拟开关输出的模拟变量大小或等于最大值时ADC内核的输出数字量为最低量程,也就是0x00。而这两个参考电压是可以通过软件来编程设置的。ADC数据输出部分
ADC内核在每次完成转换时都会将相应通道上的输出结果存贮到相应用通道缓冲区单元中,共有16个通道缓冲单元。同时16个通道的缓冲单元有着相对应的控制寄存器,以实现更灵活的控制。
ADC控制寄存器3.BOR(掉电复位)
零功耗掉电复位(BOR)电路可对欠压情况进行检测,同时复位电路能够在提供或者断开电源时通过触发POR信号对器件进行复位。MSP430的零功耗BOR电路能够在所有低功耗模式下均保持工作状态。4.系统复位模块从模块方框图中我们可以看出系统共有两个复位信号,分别是上电复位信号(POR)和上电清除信号(PUC)。POR信号是器件的复位信号,此信号只有在以下的事件发生时才会产生:器件上电时。RST/NMI引脚配置为复位模式,当RST/NMI引脚生产低电平时。当POR信号产生时,必然会产生PUC信号;而PUC信号的产生时不会产生POR信号。会引起产生PUC信号的事件:POR信号发生时。启动看门狗时,看门狗定时器计满时。向看门狗写入错误的安全参数值时。向片内FLASH写入错误的安全参数值时。MSP430单片机系统复位后器件的初始:当POR信号或PUC信号发生时引起器件复位后,器件的初始化状态为:RST/NMI引脚配置为复位模式。I/O引脚为输入模式。状态寄存器复位。程序计数器(PC)装入复位向量地址0xFFFE,CPU从此地址开发始执行。其它模块的寄存器初始化,详情请查器件手册。5.比较器A模块可支持精确的斜率模数转换、电压监控以及外部模拟信号监控等,能够实现准确的电压与电阻值测量。该模块具有可选的低功耗模式、可编程参考电压发生器以及输入多路复用器其特点如下:反向和非反向的终端输入复用器比较器输出有软件可选的低通滤波器比较器的输出可作为定时器A的捕获输入端口的输入缓冲由软件控制具有中断功能可选的内部电压参考比较器和内部电压参考发生器可关闭多路输入选择器较器A的结构大概可以分4部分构成,分别为:模拟输入比较器A核心低通虑波器基准电压部分中断部分模拟输入:外部模拟引脚信号CA0,CA1(正负端)可以分别由P2CA0,P2CA1位控制开或关。经过软件的设置可以分别与内部的几个基准电压进行比较(0.5VCC,0.25VCC,三极管门值电压)或外部其中的电压进行比较。
应用的硬件比较可以分为以下三种组合:
两个外部引脚输入信号进行比较
其中一个外部引脚信号与内部的0.5VCC或0.25VCC比较
其中一个外部引脚信号与内部基准电压比较参考电压发生器:
参考电压电路是可以由CARSEL,CARERF0,CARERF1位来控制电压的产生。通过软件设置可以选择几种电压输出到比较器的输入中作为比较,当然此参考电压也可以通过对单片机的引脚往外部提供参考电压之用。比较器A核心
比较器CAON位控制开关,CAEX位控制位控制方向。低通虑波器
低通虑波器只需一个CAF位来控制此虑波器的功能开与关。此虑波器功能是用于消除比较器输出信号的毛剌,以保证信号的质量和中断请求的可靠性。中断请求
比较器A模块是具有中断功能的,如比较器功能CAIE中断允许开了,在CAIF信号产生时将生产中断(当然GIE要为1时)。比较器A模块是具有中断独立向量的,是一个单独的中断,CUP接受请求后会硬件自动清除中断标志位CAIFG。利用比较器实现斜率AD:6.DAC12
DAC12模块是一种12位电压输出DAC,具有内部或外部参考电压选项、可实现最低功耗的可编程建立时间,同时还能够配置为8或12位工作模式。当存在多组DAC12模块并行工作时,可以将其编成一组,实现同步更新工作。 DAC1的主要特性有:8位、12位分辨率可编程的时间对能量消耗内部或外部参考电压支持无符号和有符号数据输入具有自校验功能二进制或者二的补码形式多路DAC同步更新可直接存储器存取DAC12应用举例阶梯波的产生:在一定时间范围内,每隔一段时间,输出幅度递增一个恒定值。阶梯波可以通过延迟程序或定时器来配合DAC12产生。三角波的产生:三角波是由两段直线组成,先输出一个线性增长的波形,达到最大值时,再送出一个线性减少的波形,这两个波形合到一起就成为三角波。可通过控制DAC12的输入值递增、递减来实现不规则信号的产生:可以把不规则信号的采样值,存储在程序存储器中,然后用查表的方法读出这些值,送到DAC12一个通道后输出到Y轴上,同时利用另一个DAC12通道在X轴送出锯齿波,以产生水平扫描线。两个DAC12通道信号的频率应保持一定的比例关系,从而能够使显示波形保持同步。当然也可用这种方法产生规则的波形,如正弦波等。7.DMA(DerictMemoryAccess)
直接存储器存取(DMA)控制器能够在无需CPU干预的情况下在整个地址段上将数据从一个地址传输至另一个地址。DMA不仅可显著增加外设模块的吞吐量,而且还能大幅降低系统功耗。该模块具有多达3个独立传输通道。其特性包括:最多有高达8个独立的数据传输通道可配置的DMA通道特性每次传输仅需要两个MCLK时钟周期字节、字和字节与字的混合传输特性字区大小高达65535个字节或字可配置的传输触发选择可选择的跳变触发和电平触发四种寻址方式:固定地址到固定地址、固定地址到块地址、块地址到固定地址、块地址到块地址。单次、块或者突发块传输模式DMA内部框图:8.Flash模块介绍Msp430的Flash是可以位、字和字节寻址和编程的存储器。该模块由一个集成控制器来控制编程和擦除的操作。控制器包括三个寄存器,一个时序发生器及一个提供擦除和编程电压的电压发生器。其主要特点有:产生内部编程电压可位、字、字节编程超低功耗操作支持段擦除和多段模块擦除Flash的结构框图如下:内部三个控制寄存器时序控制单元电压产生器Flash存储器的分段结构:MSP430的Flash存储器分成多个段,可对其进行单个位、字、字节的写入,但最小的擦除单位是段。Flash存储器分为主存储区和信息存储区两部分,在操作上二者没什么区别,程序代码和数据可以存储在任意部分。两者的区别在于段的大小和物理地址的不同。信息存储器有四个64字节的段,主存储区有两个或更多个的512字节的段,具体大小可查看数据手册。512字节64字节主存储区信息存储区9.数字I/O端口
MSP430器件拥有多达12个数字I/O端口:P1-P10。每端口均有8个I/O引脚。每个I/O引脚均可配置为输入或者输出,并可被独立地读取或者写入。P1与P2端口都具备中断能力。MSP430F2xx,5xx以及部分4xx器件拥有可单独配置的内置上拉或下拉电阻。10.LCD/LCD_ALCD/LCD_A控制器可自动生成多达196段的信号,能够直接驱动LCD显示器。MSP430LCD控制器可支持静态、2组多路复用、3组多路复用以及4组多路复用LCD。LCD_A模块包含可用于控制对比度的集成充电泵。TheLCDcontrollerfeaturesare:-Displaymemory-Automaticsignalgeneration-Configurableframefrequency-Blinkingcapability-Supportfor4typesofLCDs:Static2-mux,1/2bias3-mux,1/3bias4-mux,1/3bias其内部框图如下:11.MPY(硬件乘法器)硬件乘法器模块可支持8/16位x8/16位带正负或者不带正负符号的乘法,并可选择“乘法与累加”功能。其是一种不影响CPU任务的外设,并可通过DMA模式进行存取。最新F47xx与F5xx器件上的MPY可实现高达32x32位的运行。32位乘法器是一个并行器件,而不是CPU内核的一部分,这也就意味着乘法器在工作的时候不会涉及CPU的活动。硬件乘法寄存器都是可以通过CPU汇编指令的读或者写来操作。硬件乘法器支持一下操作:无符号和有符号乘法无符号和有符号的乘法累加8位、16位、24位、32位操作数整数及小数乘法8位和16位操作数和16位硬件乘法器兼容8位和24位在没有符号位扩展的情况下依然可以进行乘法操作其方框图如下:12.OpAmpMSP430集成运算放大器具有单电源、低电流工作模式,轨至轨输出以及可编程建立时间等优异特性。可编程的内部反馈电阻以及多个运算放大器之间的相互连接能够实现各种软件可选择的配置选项,如:单位增益模式、比较器模式、反向PGA、非反向PGA、差分以及仪表放大器等。OA可用于在AD转换前的模拟信号调理。其特征如下:但电源供电,工作电流低轨对轨输出可通过程序设置稳定时间可编程的配置模式可通过软件选择反馈电阻,以应用在PGA(比例增益放大)上OA内部框架图如下:同向输入端反向输入端放大部分13.基本定时器 BT拥有两个可串联形成16位定时器/计数器的独立8位定时器。两个定时器均可用软件读写。
基本定时器存在于MSP430F4系列中,其功能比较简单,它的功能有两个:
一个是为液晶驱动模块提供时钟信号。二是产生周期性的中断,为系统提供周期信号。可将BT进行扩展以实现集成型RTC。内部日历系统能针对天数不足31天的月份进行自动调整补偿,而且可支持闰年的自动适应。内部框图如下:14.RTC(实时时钟)实时时钟模块提供了具有日历模式、灵活可编程闹钟和可校准的时钟计数器。实时时钟的特点有:可配置成实时时钟模式和计数器模式日历模式提供年月日时分秒和星期具有中断能力实时时钟可选择BCD码或者二进制格式实时时钟模式具有可编程闹钟实时时钟模式具有时间偏差的逻辑校正模块框图如下:15.ScanIF(旋转扫描接口)ScanIF模块是一种可编程状态机,具有能够以最低功耗自动测量线性或旋转运动的模拟前端。该模块支持各种类型的LC与阻性传感器和正交编码。ScanIF模块分三块组成:模拟前端(AFE)信号处理状态机(PSM)定时状态机(TSM)其中模拟前端激励传感器,检测信号并把信号转换成数字信号,这些数字信号进入信号处理状态机处理后分析计算前端的旋转运动。定时状态机控制模拟前端和信号处理状态机。ScanIF典型应用使用FW427进行无磁测量的原理:ScanIF框图:模拟前端信号处理状态机定时状态机16.SD16SD16/SD16_A模块具备多达3个内部参考电压为1.2V的16位Δ-ΣA/D转换器。每个模数转换器拥有8个全差分复用的输入,如内置温度传感器。该转换器为过采样比率可选的二阶过采样Δ-Σ调制器,SD16_A过采样比率最大为1024,SD16为256。其功能包括:-16位Σ-Δ结构
-多达三个独立的,可同时采样ADC通道
-每通道最多有8个复用的差分模拟输入
-软件可编程的片上参考电压(1.2V)
-软件选择内部或外部参考
-内置温度传感器
-高达1.048576MHz的输入频率调制器
-可选择的低功率转换模式17.SVS(电源管理)电源电压监控器(SVS)是一种用于监控AVCC电源电压或外部电压的可配置模块。当电源电压或外部电压降至用户所选阈值以下时,经配置的SVS可设置标志或触发POR复位。其特性包括:Avcc实时监视可选择的POR产生可软件访问的SVS比较器输出可软件访问和关闭的低电压环境14级可选的门限电压外部通道监视外部电压其结构框图如下:参考电压设置18.TimerA/TimerBTimer_A与Timer_B均为异步16位定时器/记数器,具备多达7个采集/比较寄存器和4种运行模式。该定时器可支持多种捕获/比较模式、PWM输出与内部定时,同时还具有各种中断功能。其特点包括:四种运行模式的16位定时、计数器可选择配置的时钟源多达7个可配置的捕获比较单元可配置的PWM输出异步输入和输出锁存对所有Time中断快速响应的中断向量控制器其结构大体可分为两大部分:定时计数单元捕获比较单元Timer_ACountingModes0FFFFh0hCCR0Stop/HaltTimerishaltedUpTimercountsbetween0andCCR00FFFFh0hContinuousTimercontinuouslycountsupUp/DownTimercountsbetween0andCCR0and0CCR–CountCompareRegister71计数单元捕获比较单元19.USCI(UART、SPI、I2C、LIN、IrDA)
通用串行通信接口(USCI)模块具有两组可同时使用的独立通道。异步通道(USCI_A)支持UART模式、SPI模式、IrDA的脉冲成形以及LIN通信的自动波特率检测。同步通道(USCI_B)支持I2C和SPI模式。UART模式:UART模式下其特点包括:传输7位和8位数据,可采用奇校验或偶校验或无奇偶校验独立的接受和发送移位寄存器独立的接受和发送缓冲控制器支持最低位优先或最高位优先的数据发送和接受方式通过有效的起始位检测将MSP430从低功耗唤醒可编程实现波特率为小数状态标志位用于检测错误或排除错误独立的接收和发送中断方框图如下:SPI模式:SPI模式下其特点为:7位和8位数据传输方式独立的接受和发送移位寄存器独立的接受和发送缓冲控制器支持最低位优先或最高位优先的数据发送和接收方式3线或4线操作模式连续发送和接收操作可选的时钟极性和相位控制主模式的时钟频率可控独立的接收和发送中断LPM4模式下可进行从模式操作方框图如下:IIC模式:IIC模式下其特点为:遵循飞利浦半导体公司的IIC规范7位和10位的设备寻址方式广播模式
开始/重新开始/停止多主设备收发模式从设备收发模式支持100Kpbs的标准方式和400Kpbs的高速方式在主设备模式中,UCCLK频率可编程低功耗设计从设备根据检测到的开始信号将MSP430从低功耗模式下唤醒LPM4模式下可进行从模式操作方框图如下:同步与异步传输的区别
1.异步传输是面向字符的传输,而同步传输是面向比特的传输。
2.异步传输的单位是字符,而同步传输的单位是帧。
3.异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会,而同步传输则是以数据中抽取同步信息。
4.异步传输对时序的要求较低,同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序。
5.异步传输相对于同步传输效率较低。
同步传输方式中发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的。
异步传输方式并不要求发送方和接收方的时钟完全一样,字符与字符间的传输是异步的。
在网络通信过程中,通信双方要交换数据,需要高度的协同工作。为了正确的解释信号,接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理,因此定时是至关重要的。在计算机网络中,定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据,否则会产生误差。通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。
1.异步传输(AsynchronousTransmission):异步传输将比特分成小组进行传送,小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组,而接收方从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键,就发送一个8比特位的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码,这取决于用户的输入速度,内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。
异步传输存在一个潜在的问题,即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前,第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话,而你没来得及反应过来,漏掉了最前面的几个词。因此,每次异步传输的信息都以一个起始位开头,它通知接收方数据已经到达了,这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间;在传输结束时,一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例,空闲(没有传送数据)的线路实际携带着一个代表二进制1的信号,异步传输的开始位使信号变成0,其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后,停止位使信号重新变回1,该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”,按照8比特位的扩展ASCII编码,将发送“00110001”,同时需要在8比特位的前面加一个起始位,后面一个停止位。
异步传输的实现比较容易,由于每个信息都加上了“同步”信息,因此计时的漂移不会产生大的积累,但却产生了较多的开销。在上面的例子,每8个比特要多传送两个比特,总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大,但对于那些数据传输量很大的高速设备来说,25%的负载增值就相当严重了。因此,异步传输常用于低速设备。
如果往磁盘里写,异步是先写到Buffer,再写到目标磁盘,比如原写12345,而目标端只写了1。同步是不等收到没收到都会写到本地磁盘,容易造成Buffer阻塞。同步传输通常要比异步传输快速得多。接收方不必对每个字符进行开始和停止的操作。一旦检测到帧同步字符,它就在接下来的数据到达时接收它们。另外,同步传输的开销也比较少。
2.同步传输(SynchronousTransmission):同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符,每个字符都有自己的开始位和停止位,而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧,或简称为帧。
数据帧的第一部分包含一组同步字符,它是一个独特的比特组合,类似于前面提到的起始位,用于通知接收方一个帧已经到达,但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致,使收发双方进入同步。
帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样,它也是一个独特的比特串,类似于前面提到的停止位,用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。
同步传输通常要比异步传输快速得多。接收方不必对每个字符进行开始和停止的操作。一旦检测到帧同步字符,它就在接下来的数据到达时接收它们。另外,同步传输的开销也比较少。例如,一个典型的帧可能有500字节(即4000比特)的数据,其中可能只包含100比特的开销。这时,增加的比特位使传输的比特总数增加2.5%,这与异步传输中25%的增值要小得多。随着数据帧中实际数据比特位的增加,开销比特所占的百分比将相应地减少。但是,数据比特位越长,缓存数据所需要的缓冲区也越大,这就限制了一个帧的大小。另外,帧越大,它占据传输媒体的连续时间也越长。在极端的情况下,这将导致其他用户等得太久。20.USB模块该USB模块完全符合USB2.0规范,并可支持控制、中断以及数据速率为12Mbps(全速)的批量传输。该模块支持USB悬挂、唤醒以及远程唤醒等运行,并可配置成多达8组输入与8组输出端点。该模块包括集成型物理接口(PHY)、USB时钟生成锁相环(PLL),以及可进行总线供电与器件自行供电的高灵活电源系统。21.Watchdog+WDT+在发生软件问题后可执行受控系统重启。如果达到设定的时间间隔,将重新生成系统复位。如果应用不需要监控功能,则模块可配置为间隔定时器,并在设定的时间间隔生成中断。看门狗特性如下:4钟软件可选的定时时间2种工作模式,即看门狗和定时器出于安全考虑,对看门狗的写操作需要口令可选择的时钟源有停止模式支持的超低功耗特性在看门狗模式下超过定时后将产生系统复位,在定时模式下则产生中断请求。时钟故障保护NOTIC:上电或系统复位后,看门狗定时器自动进入看门狗模式,并以CDO为时钟源,32MS的时长作为WDT+的初始值。用户必须先修改初始的重启时长或停止看门狗。方框图如下:22.PMM(SVS.SVM.BOR.LDO电源管理和供电监控模块)其模块的特征为:提供宽的电源电压范围:1.8V-3.6V产生的核心电压可调:1.4V、1.6V、1.8V、1.9V(典型值)欠压复位(BOR)配有8个可编程的DVcc和Vcore电源电压管理与监控软件恢复掉电时系统状态掉电情况下可选择上电复位软件可选监视状态输出MSP430主要数字模块需要一个低于DVcc允许范围的核心电压Vcore。因此电源管理模块集成了一个低压降的电压调整器LDO,LDO可产生一个二次核心电压Vcore。这个核心电压可通过四部编程从而使功耗最低化。内核的最小允许电压依赖于MCLK的大小.电源管理框图如下:三、MSP430烧录工具简介对于MSP430来说,无论仿真还是烧写程序一般可以通过:JTAG、SBW、BSL接口进行。JTAG、SBW接口可以用于仿真接口,BSL接口不能用于仿真。而编程器则三种接口都支持。所以并不能说JTAG只支持仿真不支持编程,这是概念错误,JTAG仅仅是一种接口协议而已。下面简单描述一下三种接口的区别:1、JTAG是边界扫描技术,其在430内部有逻辑接口给JTAG使用,内部有若干个寄存器连接到了430的内部数据地址总线上,所以可以用JTAG访问430内部的所有资源,包括对FLASH的读写操作。所以可以用于对MSP430的仿真及编程。主要连接线有TMS、TCK、TDI、TDO、RST、TEST。2、SBW是SPY-BI-WIRE,可以简称两线制JTAG,主要用SBWTCK(连接到JTAG仿真器的7脚TCK)与SBWTDIO(连接到J
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