MSP430单片机原理与应用 课件 单片机-课后习题+答案

第1章思考与练习

I.简述单片机的概念。

答：单片机是单片微型计算机的简称，又称为单片微型控制器(MicroconirollerUnit,

MCU),它是将中央处理器、控制器、存储器、I/O接口等计算机的主要功能部件集成到一

块芯片上，构成了一个微型的计算机，即一块芯片就是一台计算机。

2.简述MSP430系列单片机的特点。

答：MSP430单片机的特点主要有：超低功耗、强大的运算处理能力、高性能模拟技术

及丰富的片内外设、系统工作稳定、灵活高效的开发环境。

3.MSP430系列单片机是典型的，•混合信号处理器”，其各系列都集成了哪些片内外设？

答：MSP430系列单片机是典型的“混合信号处理器”，其各系列都集成了较丰富的片内

外设。它们分别是看门狗(WDT)、噗拟比较器A、定时器A(Timer_A)、定时器B(Timer_B)>

硬件乘法器、串口(USART)、12c总线、液晶驱动器、10位/12位/14位ADC、12位DAC、

直接数据存取(DMA)、I/O端口、基本定时器(BasicTimer)、实时时钟(RTC)和USB控

制器等若干外围模块的不同组合。

4.MSP430系列单片机主要包括哪几种类型？

答：MSP430系列单片机分为3种类型：OPT型、FLASH型和ROM型，其中FLASH

型是国内选用的主流。不用类型的器件开发手段也不同，对于OPT型和ROM型的器件是

使用仿真器开发成功之后，再烧写或掩膜芯片。对于FLASH型因其片内有JTAG调试接口，

所以有较为方便的开发调试环境，还有可电擦写的FLASH存储器。

5.简述MSP430系列单片机的主要应用领域。

答：MSP430系列单片机的应用领域有计算机网络通信领域、仪器仪表领域、消费类电

子产品领域、便携式医疗设备领域、工业控制领域、安防系统领域。

6.简述MSP430G2553单片机主要包含哪些外设。

答：MSP430G2553单片机具有丰富的外设，主要包括16位的RISCCPU、16KBFlash、

512字节RAM、定时器、24个支持电容式触摸感测的I/O口、10位A/D转换器、串行通

信模块等。

7.MSP430闪存存储器的主要有哪些特性？

答：MSP430闪存存储器的特性主要包括：(1)生成内部编程电压；(2)位、字节或字

可编程擦除；(3)超低功耗操作；(4)支持段擦除和批量擦除；(5)可通过JTAG、ISP、BSL

等编程；(6)工作电压为L8~3.6V,编程电压为2.7~3.6V。

8.简述MP430系列单片机时钟输入源。

答：MP430系列单片机的时钟输入源主要包括：基本低频时钟系统(LFXT1CLK)、锁

频环高频时钟系统(XT2cLG)和片内数字振荡器时钟系统((DCOCLK)o

9.如何设置MSP430系列单片机的工作模式以适用于超低功耗应用？

答：MSP430系列单片机通过状态寄存器内的CPUOFF、OSCOFF、SCG0和SCG1控

制位可配置出5种低功耗工作模式，如下表所示：

工作模式控制位

运行模式(AM)SCG1=O,SCG0=0,OSCOFF=0,CPUOFF=0

低功耗模式0(LPM0)SCG1=O,SCG0=0,OSCOFF=0,CPUOFF=1

低功耗模式1(LPM1)SCG1=I,SCG0=0,OSCOFF=0,CPUOFF=1

低功耗模式2(LPM2)SCG0=l,SCG1=O,OSCOFF=0,CPUOFF=I

低功耗模式3(LPM3)SCG0=l,SCG1=1,OSCOFF=0,CPUOFF=I

低功耗模式4(LPM4)SCG0=X,SCG1=X.OSCOFF=1,CPUOFF=1

10.MP430系列单片机可通过加电复位（POR）信号可通过哪些事件生成？

答：POR是该单片机的复位信号，可通过下列事件生成：（1）单片机上电；（2）当配置

复位模式时，标引脚为低电平信号；（3）当PORON=1时，SVS为低电平。

11.请简述MSP430系列单片机的电源电压监控器（supplyvoltagesupervisors,SVS）的主要

功能。

答：SVS的功能主要包括：（l）AVCC监控；POR的可选生成；（2）软件可访问的SVS

比较器输出；（3）低电压条件下被锁存和自由软件访问；（4）有14个可选择的阈值；（5）

外部通道管理外部电压。

12.简述单片机最小系统的概念。

答：单片机最小系统是指可以保证单片机工作的最简单系统，一般主要包括电源、晶振

和复位电路等。

第2章思考与练习

1.简述MSP430系列单片机的C语言中常量的类型。

答：常量主要分为：整型常量、浮点型常量、字符型常量和字符串型常量。

2.MSP430系列单片机的C语言常用的基本数据类型有哪些？

答：MSP430系列单片机的C语言常用的基本数据类型有：ini、short、long、floal、double、

char。

3.简述运算符和表达式的联系。

答：运算符是对数据进行运算的符号，而表达式则是通过运算符将常量、变量或函数组

成的式子。

4.简述C语言常用运算符的优先级。

答：C语言常用运算符优先级为：算术运算符＞关系运算符,逻辑运算符》赋值运算符,

其中逻辑运算符中的和位运算符中的与除外。复杂的表达式中，若有

则这类括号的优先级最高。

5.简述开关语句的语法。

答：开关语句是一种多分支的特殊条件语句，其与条件语句的多分支结构相比，开关语

句的可读性较好。开关语句的语法是：当条件满足其某个分支条件case语句时，就执行其

后的语句；若分支条件case语句都不满足时，则执行default后的语句。

6.简述标准库函数的定义以及在程序种调用时的注意事项。

答：标准库函数是编译系统建立的具有特定功能、调用参数和返回值的函数。此类函数

一般不需要定义，但调用前需要在程序开始处包含库函数声明的头文件。

7.指针与指针变量的区别是什么？

答：C语言中，指针是用来存储数据的地址，它是访问数据的快捷方式，而不是直接存

储数据，所以，通过指针可以快速地访问和操作其指向的数据。用一个变量来存放指针，这

个变量称为指针变量。

8.MSP430单片机C语言的程序控制语句主要包括哪些？

答：MSP430单片机C语言的程序控制语句主要有三种基本结构：顺序结构、选择结构

和循环结构。

9.简述C语言中选择结构的概念。

答：选择结构又称为分支结构或选取结构，其程序在执行过程中，会有多路分支组成,

根据给定的条件进行判断，再根捱判断结果来决定执行哪一条分支执行，而其他分支则被直

接跳过。C语言中的两种选择结构语句为：条件语句if和开关语句switch。

10.简述循环结构的定义及其分类。

答：循环结构是指在给定条件成立的情况下，反复执行某一段代码，它是最能发挥单片

机特长的程序结构之一，其主要格式有3种：for语句、while语句和dowhile语句。

第3章思考与练习

1.简述MSP430单片机I/O端口的特点。

答：以MSP430G2553单片机为例，I/O端口主要具有以下特征：（1）每个I/O端口可

以进行字节操作，也可以独立进行位操作；（2）每个I/O引脚的输入和输出功能可以任意设

置,组合使用；（3）每个I/O端口具有独立的控制寄存器；（4）每个I/O引脚具有一个可单

独编程的上拉/下拉电阻；（5）P1和P2端口具有中断功能,

2.简述MSP430单片机I/O端口的驱动能力，列举常见的提高I/O端口驱动能力的措施。

答：以MSP430G2553单片机为例，每个I/O引脚允许的最大灌/拉电流为6mA,总电

流不超过48mA。可见，MSP430430单片机的I/O口具有一定的带负载能力，但电流较小，

驱动能力有限。

当驱动大功率负载时（如电机），由于负载需要提供的电流（或电压）超过了单片机I/。

引脚所能提供的最大电流（或电压），所以需要增加驱动电路，以提高单片机I/O端口的驱

动能力。驱动电路一般采用三极管、MOS管等分立元件或现有IC芯片（如74LS06.74LS07.

74LS245、74LS373、74HC573等

3.如何初始化I/O端口的输入输出方向？

答用户可以通过设置方向控制寄存器PxDIR和输入寄存器PxIN］或输出寄存器PxOUT）

中相应的位来选择I/O端口的输入输出方向。

4.说明引脚上拉电阻和下拉电阻的作用，如何选择上下拉电阻？

答：MSP430单片机I/O端口电路内置了上拉电阻和下拉电阻。上拉电阻的作用是将不

确定的信号通过一个电阻钳位在高电平,当IO端口设置为输入状态时,它的常态为高电平。

下拉电阻的作用是将不确定的信号通过一个电阻钳位在低电平，当10端口设置为输入状态

时，它的常态为低电平。

可通过设置上拉/下拉电阻使能寄存器PxREN用于控制上拉/下拉电阻是否开启，然后

通过PxOUT寄存器设置电阻是上拉还是下拉。

5.数码管静态显示和动态显示各有什么特点？分别用在什么场合？

答：静态显示就是每个数码管的段码都单独由单片机的一个8位I/O端口驱动，而公共

端根据数码管的类型连接VCC或GND。单片机只需要向I/O口输出需要显示的段码，数码

管就可以一直显示对应的字符，并保持常亮状态。静态显示方式编程简单、显示稳定、亮度

高、节约CPU时间，但每个数皿管单独占用一个I/O端口，占用I/O端口资源较多。适合

于数码管较少的场合。

动态显示就是所有数码管的段码线并联在一起，由单片机的一个8位I/O端口驱动，而

每个数码管的公共端则由各自独立的I/O线实现位选控制。每隔一段时间轮流点亮每位数码

管，利用数码管的余辉效应和人眼的“视觉暂留”现象，通过控制每位数码管的点亮时间和

间隔，就可以达到多位数码管“同时”显示的效果。采用动态显示的方式占用单片机的I/O

端口资源较少、接口电路简单，功耗更低，但其编程稍显复杂，适合数码管应用较多的场合。

6.如何利用I/O端口驱动数码管，从0~9循环显示？

答：参考实验3.1。

7.简述独立键盘和矩阵键盘的优缺点，以及各自的适用场合。

答：独立键盘就是每个按键单独占用一根I/O口线，判别时相互之间互不干扰，其优点

是电路配置灵活，按键判别容易，反应速度快，但按键较多时也会占用过多的I/O口资源,

一般用于键少或操作速度较高的场合。矩阵按键就是按键位于行列交叉点上，占用I/O口线

少，但判键速度慢，多用于设置数字键，常用于按键数目较多的系统设II中。

8.简述按键出现抖动的原因以及消除抖动的常用方法。

答：通常按键开关为机械弹性开关，在机械触点断开和闭合的瞬间都会伴随着一连串的

抖动，一般持续5~10ms。由于单片机CPU的处理速度为微秒级，一次按键的闭合或释放

可能造成单片机的多次响应，为了确保单片机对一次按键动作仅作一次处理，就需要消除

法抖”0

消除按键抖动的方法主要有硬件和软件两种。硬件消抖就是采用RS触发器、并联电容、

专用去抖芯片等硬件去除抖动，可用于按键较少、实时性较高的场合；软件消抖则是采用软

件延时的方法，通过避开抖动时间段，先后两次对按键状态进行检测并确认

9.设计一个数字时钟，采用6位数码管分别显示时、分、秒。

略。

10.设计一个花样流水灯控制系统，要求利用按键开关，控制流水灯的开始，暂停，模式切

换和停止。

略。

第4章思考与练习

I.什么是中断？什么是中断系统？

答：中断是指CPU在正常运行程序时，由于内部或外部发生了某个事件，需要CPU暂

时中止正在执行的程序，转去执行该事件的处理程序，待处理完毕后再返回中断的地方继续

执行原程序的过程。能够实现中断功能的软硬件系统成为中断系统。

2.什么是中断源？MSP430单片机有哪些中断源？

答：能够引起中断的事件或发出中断请求的信号源称为中断源。MSP430单片机中断源

有系统复位中断源、不可屏蔽中断源和可屏蔽中断源。

3.什么是单源中断？什么是多源中断？

答：单源中断是指一个中断源独占一个中断向量；而多源中断是指多个中断源共用一

个中断向量。

4.对于多源中断，如何正确识别触发中断的中断源？

答：为了区别出不同的中断源，单片机为每个中断源设置了一个中断标志位，通过检测

中断标志位可以完成中断源的定位。

5.简述MSP430单片机的中断处理过程。

答：中断全过程一般包括中断请求、中断响应、中断服务和中断返回四个步骤。中断首

先需要中断源发出中断请求，且CPU允许响应后才会发生。中断响应是从CPU接收一个中

断请求开始至执行第一条中断服务程序指令结束。中断服务是指CPL执行中断服务程序的

过程。当中断服务程序执行完毕后，需要返回到主程序断点处继续执行接下来的程序。

6.MSP430单片机是如何设定中断优先级的？

答：MSP430单片机中断的优先级是固定的，取决于该模块在连接链中的排序。约靠近

CPU/NMIRS端，模块的中断优先级越高；反之，距离CPU/NMIRS端越远，模块的中断优先

级越低。

7.中断服务函数有哪些特点？

答：中断服务函数是一个特殊的函数，没有输入参数和返回值，不能被其他函数调用。

中断服务函数具有固定的定义格式。

8.MSP430G2系列单片机哪些端口具有中断功能？

答：MSP430G2系列单片机的P1和P2端口具有中断功能。

9.MSP430G2系列单片机中，与中断有关的I/O端口寄存器有哪些？

答：与中断有关的I/O端口寄存器有中断允许寄存器PxIE、中断沿选择寄存器PxIES和

中断标志寄存器PxIFG。

10.结合外部中断仿真实验，简述I/O端口用作输入时，若采用外部口断方式，需要进行哪

些初始化设置？

答：外部中断方式初始化设置包括：方向控制寄存器PxDIR、输出寄存器PxOUT、中

断允许寄存器PxIE、中断沿选择寄存器PxIES和中断标志寄存器PxIFGo

11.设计一个按键计数系统，要求采用外部中断进行按键控制，计数结果通过2位数码管显

不。

略。

第5章思考与练习

1.MSP430单片机有哪些定时器资源？

答:MSP430单片机定时器资源有：定时器A(Timer.A),看门狗定时器(WDT)、定时

器B(Timer_B)、基本定时器(BasicTimerl)s实时时钟(RTC)等。K同型号的单片机定时

器资源略有差异。

2.简述定时器A的结构和特点。

答：定时器A(Timer_A)由一个16位的定时器/计数器(TimerBlock)和多个捕获/比

较模块(CCRx)构成，具有定时、捕获/比较和PWM输出等功能。

定时器A主要有以下特性：(1)具有16位计数器，4种计数工作模式；(2)多种可选

的计数时钟源：低速时钟ACLK、高速时钟SMLCK和外部时钟；(3)具有多个可配置输入

端的捕获/比较寄存器；(4)支持多时序控制，多个捕获/比较功能以及多种输出波形(PWM)；

(5)具有中断服务功能：当定时时间到或满足捕获/比较条件下，将触发定时器A中断；(6)

具有8种输出方式的多个可配置输出单元。

3.定时器A有几种工作模式？试说明其异同点。

答：定时器A计数器功能是对输入的时钟脉冲进行计数，共有4种工作模式：停止模

式、增计数模式、连续计数模式和增/减计数模式。停止模式下定时器A暂停计数；增计数

模式下，计数器从0开始增计数直到TAxCCRO,然后从0开始重新计数；连续计数模式下，

计数器从0开始增计数直到OxFFFF,又从0开始重新计数。增/减计数模式下，计数器先从

。增计数到TAxCCRO的直然后再减计数到零，如此循环。

4.定时器A有几个中断源和几个中断向量？它们的对应关系是什么？

答：定时器A有4个中断源分别是定时器溢出中断，捕获/比较寄存器TAxCCRO中

断、捕获/比较寄存器TAxCCRl中断、捕获/比较寄存器TAXCCR2断。定时器A共有2个

中断向量，分别是：TIMERx_AO_VECTOR和TIMERx_Al_VECTOR0其中，捕获/比较寄

存器TAxCCRO中断较为特殊，单独占用中断向量TIMERx_AO_VECTOR,为单源中断，具

有最高优先级；而定时器溢出和捕获/比较寄存器TAxCCRl、捕获/比较寄存器TAXCCR2三

个中断共享中断向量TIMERx_Al_VECTOR,属于多源中断。

5.利用定时器A如何实现比较功能？

答：设置寄存器TAxCCTLn中CAP=0,使定时器A中捕获/比较模块工作在比较模式。

然后设置TAxCCRn的值，由比较器不断地与主计数器TAxR的值进行比较。

6.利用定时器A如何实现捕获功能？

答：设置寄存器TAxCCTLn中CAP=1,使定时器A中捕获/比较模块工作在捕获模式；

设置主i|数器为连续i|数模式；由捕获方式控制位CM1和CMO选择信号捕获的条件；由

控制位SCS选择确定捕获时刻与定时器时钟是否同步。

7.简述定时器A的输出模式。

答：定时器A中每个捕获/比较模块都包含一个输出单元，用于产生各类输出信号，如

单稳态脉冲波、PWM波、移相波等。输出单元主要由输出控制单元和D触发器构成，输入

信号来自于计数器模块和比较单元的EQUn信号，输出信号OUTx白单片机引脚输出。每

个输出单元有8种输出方式，由挖制寄存器TAxCCTLn中的控制位OUTMODx选择。每种

输出方式基于EQUn信号自动改变定时器输出引脚的输出电平，从而在无须CPU的干预下

产生对应的输出信号。

8.简述看门狗定时器的结构和原理。

答：MSP430系列单片机内部集成了看门狗定时器。看门狗定时器主要由时钟选择逻辑

单元、看门狗计数器、口令比较器、看门狗控制寄存器、中断产生逻辑单元等构成。看门狗

电路具有SMCLK和ACLK两种时钟源，通过一个16位加法计数器WDTCNT对SMCLK或

ACLK时钟源产生的周期信号进行计数，有四种计数周期可选。WDTCNT不能直接通过软件

访问，必须通过看门狗定时器的控制寄存器WDTCTL来控制。如果应用程序不需要看门狗

功能，可将其关闭，也可用作一个普通的8位定时器使用。

9.看门狗定时器有几种工作方式？试说明其不同之处。

答：看门狗定时器有2种工作模式：看门狗模式或定时器模式。看门狗模式下，用户需

要周期性地对WDTCNT寄存器清零，防止WDT溢出产生复位。在定时器模式下，定时时间

可通过软件对WDTCTL寄存器中WDTCNTCL置位并进行初始化，一旦WDT定时时间溢出，

即产生中断，此时看门狗定时器用作一般定时器。

10.设计一个60S倒计时器，采用两位数码管显示，要求使用定时器A作为秒计时器。

略。

11.利用定时器A输出周期为20ms,占空比分别为75%和20%的PWM矩形波。

略。

第6章思考与练习

1.简述并行通信和串行通信的特点，以及各自的适用场合。

答并行通信是指使用多条数据线同时传输数据宁节的各个位。该方式传输速度非常快，

但使用传输线较多，传输成本较高，一般适合于短距离的数据传输，例如：单片机内部各部

件的数据传输。串行通信是指使用一条数据线，将数据字节一位一位依次进行传输。相比并

行通信，串行通信方式传输速度慢、占用I/O口线少，特别适合于单片机与单片机、单片机

与外设之间的远距离通信。

2.简述异步串行通信和同步串行通信的异同点。

答：异步通信是以字符为单位进行传输，字符与字符之间的传输间隔是任意的，同一字

符内的各数据位保持同步。同步通信是以数据块（一组字符）为单位进行传输，字符与字符

之间传输无间隔。

3.MSP430系列单片机中有哪几种串行通信接口？

答：MSP430系列单片机具有三种串行通信接口：USI模块、USART模块和USCI模块。

4.什么是USCI?USCI模块支持哪几种串行通信模式？

答:USCI是MSP430单片机通用串行通信接口的新标准。USCI模块支持UART、SPI、

『C通信、IrDA和LIN等通信。

5.简述USCIUART模式的主要特点。

答:USCIUART模式的主要特点有：(1)采用奇偶校验或无校验的7位或8位数据

传输；(2)具有独立的发送和接收移位寄存器；(3)具有独立的发送和麦收缓冲寄存器；(4)

最低有效位(LSB)优先或最高有效位(MSB)优先发送和接收数据；(5)多机模式下内置空

闲线和地址位通信协议；(6)接收起始位触发边沿检测从LMPx模式中自动唤醒；(7)可编

程分频因子为整数或小数的波特率；(8)具有错误检测和抑制的状态标志；(9)具有地址检

测的状态标志；(9)具有独立接收和发送中断的能力。

6.USCIUART模式下波特率如何设置？

答：(1)低频模式中，波特率发生器使用一个预分频器和一个调制器产生位时钟时序。

对于一个给定的BRCLK时钟源，使用的波特率决定了所需的分频系数N:

N=fBRCLK-波特率

分频系数的整数部分由预分频器实现(INT为取整)：UCBRx=INT(N)

小数部分由调制器实现(round为四舍五入取整)：UCBRSx二round((N-INT(N))x8)

(2)过采样模式下，使用一个16分频器和调制器来产生比BITCLK快16倍的

BITCLK16；再将BITCLK16通过第二个16分频器和调制器产生BITCLK。

分频器被设置为：UCBRx=INT(N/16)

调制器被设置为：UCBRFx=round((N/16)-INT(N/16))xl6)

7.USCIUART模式支持哪几种多机模式？各自特点是什么？

答：USCI支持两种多机通信模式：线路空闲多机模式和地址位多机模式。空闲多机模

式下，数据的传输是以字符块的形式进行的，每个字符块至少包括一人地址字符和一个数据

字符，数据块之间被较长的空闲时间分开。地址位多机模式下，数据的传输也是以字符块的

形式进行，字符包含一个附加的位作为地址标志。

8.什么是SPI?简述USCISPI通信的特点。

答：串行外设接口(SerialPeripheralInierface,SPI)是Motorola公司提出的一种同步串行通

信总线，它可以使单片机与各种外围设备以串行的方式实现数据的交换。

USCISPI通信的特点包括：［1)7位或8位传输数据长度；(2)最低有效位(LSB)优

先或最高有效位(MSB)优先发送和接收数据模式；(3)3线和4线SPI控制；(4)具有

主机模式或从机模式；(5)独立的发送和接收移位寄存器；(6)独立的发送和接收缓存寄存

器；(7)支持连续发送和接收操作；(8)可选的时钟极性和相位控制；(9)主机模式下，可

编程的时钟频率；(10)独立的接收中断和发送中断功能；(11)从机模式可工作于LPMd低

功耗模式。

9.USCISPI有几种工作模式？如何配置?

答：USCISPI有主机模式和从机模式。通过设置USCI_A0/USCLBO控制寄存器。中的

UCMST控制位进行配置。当控制位UCMST=1时，USCI模块工作在SPI主机模式；当控制

位UCMST=0时，USCI模块工作在SPI从机模式

10.什么是I2C总线？其有什么特点？

答:I?C(Inter-IntegratedCircuit)总线是由Philips公司开发的一种双向同步串行总线。

它只需要两根线,就可以实现器件之间数据的交换和传递。12c总线具有接口线少、控制简单、

通信速率高等优点，常用于微控制器和外围设备之间的通信。

11.简述USCII2C模式的逻辑结构和原理。

答：I2C模式下USCI模块主要包括12c接收部件、12c状态机、12c发送部件和12c

时钟发生器四个部分。12c时钟发生器用于产生12c通信所需的串行同步时钟UCxSCL信号。

12c发送部分用于12c协议下的数据发送工作，主要包括发送缓冲寄存器(UCB0TXBUF)、

发送移位寄存器和从机地址寄存器（UCB0I2CSA）三个部分。I2C接收部分可以自动检测FC

总线上的信号。主要包括接收缓冲寄存器（UCBORXBUF）,接收移位寄存器和主机地址寄

存器（UCBOI2COA三个部分。FC状态机用于控制和查询当前通信过程中的状态信息，主

要反应在状态寄存器的各个控制位中。

12.说出USCII2C串行数据格式。

答：l2c串行通信标准的数据格式包括起始信号、从设备地址、数据传输和停止信号4

个部分。起始和停止信号是由主机产生。当SCL时钟线为高电平时，SDA数据线上由高电

平至低电平的跳变将产生起始信号。主机发送一个起始信号后，启动一次12c通信。『C总线

上传输的数据以字节为单位，最高有效位优先。传输的第一个字节由7位从机地址和1位

读写标志R/W位组成。当R/诉=0时，主机向从机发送数据。当R/耐二1时，主机接

收数据。每次传输完一个字节数据后，从机需要向主机发送一个特定的低电平脉冲以表示接

收到数据，该低电平位于第9个SCL时钟上，即为应答信号ACK。当SCL时钟线为高电

平时，SDA数据线上由低电平至高电平的跳变将产生停止信号。全部数据传输结束后，由

主机发送停止信号，结束通信。

13.USCII2C有几种工作模式，如何配置？

答：在『C模式下，USCI模块可以工作于主机模式或从机模式C当UCMODCx=11、

USCYNC=1、UCMST=1时，USCI模块工作于l2C模式下的主机模式；当UCMODEx=11、

USCYNC=1、UCMST=0时，USCI模块工作于汽模式下的从机模式。

14.简述UART、SPI、12c三种通信方式的异同点。

答：UART为异步串行通信，一般由TXD、RXD、GND三根线组成，不需要时钟线，

收发双方需要提前约定对应的波特率，速度较慢；12c是一种半双工同步通信，采用1根数

据线和I根时钟线实现数据传输。SPI是一种全双工同步通信，通常采用2根数据线、1根

时钟线以及1根片选线实现数据传输，速度快。12c和SPI通信都需要统一的时钟线。

第7章思考与练习

1.MSP430系列单片机比较器A+有哪些部分组成？其主要功能是什么？

答：比较器A+由8个输入通道（CA0-CA7）、模拟电压比较器、参考电压发生器、输

出滤波器和一些控制单元组成。主要功能是通过比较模拟电压同相端“+”和反相端两

个输入端电压的大小，然后设置输出信号CAOUT的值°如果V+>V-,CAOUT输出高电平；

反之，CAOUT输出低电平。

2.比较器A+的特点主要有哪些？

答：比较器A+的特点主要包括：（1）同相端和反相端输入多路复用；（2）软件选择RC

滤波器作为比较器输出；（3）输出可用作定时器A的捕获输入；（4）软件控制端口输入缓

冲;（5）具有中断能力；（6）可选择的参考电压发生器；（7）比较器和参考电压发生器支持

低功耗。

3.描述用户对比较器A+操作的基本流程。

答：用户可以通过软件配置，实现对比较器A+的操作，基本操作流程如下：（1）打开

比较器单元；（2）打开参考电压发生器单元（若比较器的输入信号全为外部输入，则可关闭

该单元）;（3）选择相应输入信号连接到比较器的输入端口；（4）选择配置相关寄存器；（5）

使能中断信号（若需要）；（6）读取比较输出信号。

4.比较器A+输出是否要选择滤波器？原因是什么？如何设置？

答：比较器A+输出需要选择滤波器，原因是比较器输出的振荡会降低比较结果的精度

和分辨率，选择输出滤波器可以减少由比较器振荡产生的误差。通过设置控制位CAF=1时,

比较器输出通过一个片上电阻电容(RC)滤波器进行滤波。

5.比较器A+是否具有中断能力？若有，中断向量和中断标志位分别是什么？

答：比较器A十具有中断能力，比较器A十中断向量为COMPARATORA_VECTOR,中断

标志位是CAlFGo

6.结合电压检测系统设计实例，说明比较器A+如何进行初始化配置。

略。

第8章思考与练习

1.为什么要进行模数转换？

答：单片机在控制、检测等领域应用广泛，其检测和控制对象常常是一些连续变化的物

理量，如温度、湿度、压力、速度等，这些物理量由传感器转换为模拟电压信号或模拟电流

信号。由于单片机是一个典型的数字系统，不能直接处理模拟信号。因此，需要通过模数转

换器(ADC)将模拟信号转化为数字信号供单片机处理和控制。

2.模数转换的基本原理是什么？

答：模数转换一般包括采样、保持、量化和编码四个步骤。采样就是将输入的连续信号

实现时间上的离散化，即按照定的时间间隔采集信号的瞬时值。由二输入信号的幅度是不

断变化的，而模数转换需要一定的转换时间，转换期间内采集的样值不能改变，因此，需要

将采样值保持一段时间，直至下一次采样，这个过程叫作保持。采样和保持功能是由采样保

持电路实现的。量化就是将连续的幅度值按量化单位取整，变为有限数量的离散值。将量化

后的结果按一定的数制形式表示出来，以作为转换后的数字量输出，该过程即为编码。

3.常用的模数转换的类型有哪些？各有什么特点？

答：ADC常见类型有:一类是直接型ADC,将输入的电压信号直接转换成数字代码输

出，不需要经过中间任何变量，常用的有逐次逼近型ADC、并行比较型ADC等；另一类是

间接型ADC,将输入的电压转换成某种中间变量(时间、频率、脉冲宽度等)，然后再将这个

中间量变成数字代码输出。常用的有双积分型ADC、△型ADC、WF型ADC等。

4.衡量模数转换性能的指标有哪些？其含义是什么？

答：衡量ADC性能的主要指标为转换精度和转换速度，其中，转换精度由分辨率和量

化误差来描述。(1)分辨率是指ADC能够分辨的输入模拟信号的最小变化量、与ADC的

位数有关；(2)量化误差是指用有限数字对模拟输入量进行离散量化所引起的误差，它表示

ADC实际输出的数宁量和理论上输出的数宁量之间的差别；(3)转换速度是指完成一次模

数转换所需时间的倒数。转换时间越短，转换速度越快。

5.简述MSP430G2系列单片机中ADC10模块的结构组成和原理。

答:MSP430G2系列单片机中ADC10模块主要由ADC内核、16路模拟输入开关、参考

电压模块、转换时钟模块、采样时钟模块、数据传输控制器等构成。ADC内核由一个采样保

持电路和10位逐次逼近型(SAR)转换器组成。采样保持电路的作月是对输入的高速信号

进行瞬时采样时，ADC保持当前采样结果不变，直至转换完成，以确保ADC转换过程中信

号的稳定。ADC转换器将输入的模拟量转换成10位数字量，并存储在ADC10MEM寄存器

中。ADC模块支持8个外部通道输入和4个内部通道输入，多个通道共用一个AD转换内

核，由16路模拟输入开关进行控制切换。参考电压模块的作用是给ADC内核提供一个精准

的基准电压，即VR.和VK转换时钟模块的作用是为ADC转换内核提供所需的转换时钟信

号(ADC10CLK)以及用于产生采样周期。采样时钟模块用于为采样保持电路提供时钟信号

(SAMPCON)。ADC转换结果存储在寄存器ADC10M