MSP430F5529學(xué)習(xí)資料

　　為想學(xué)MSP430單片機的初學(xué)者，或者，你是剛轉(zhuǎn)到電子硬件嵌入式開發(fā)，如果你的電子基礎(chǔ)課程已經(jīng)完成，想盡快掌握MSP430單片機，又糾結(jié)于怎樣盡快闖入MSP430學(xué)習(xí)過程的問題，現(xiàn)總結(jié)整理出新手開始學(xué)習(xí)MSP430的一些問題，和學(xué)習(xí)中有關(guān)注意事項和方法。 供有心學(xué)習(xí)MSP430單片機的童鞋參考吧。

　　當(dāng)然，闖入MSP430學(xué)習(xí)，你需要有一些單片機的理論基礎(chǔ)，和比較強的C語言功底，學(xué)習(xí)MSP430單片機最好的方法是文武并進(jìn)：“文”指學(xué)好片內(nèi)模塊的資源知識；“武”則指動手能能力。基礎(chǔ)知識+動手實操，是一個非常有效的學(xué)習(xí)方法。文武并進(jìn)必能學(xué)有所成。

　　進(jìn)入各個電子產(chǎn)品公司的網(wǎng)站，招聘里面嵌入式占據(jù)了大半工程師職位。 廣義的嵌入式無非幾種：傳統(tǒng)的什么51單片機、 MSP430稱做嵌入式微控制器；ARM是嵌入式微處理器；當(dāng)然還有DSP；FPGA。我們現(xiàn)在就不說別的，就說MSP430單片機，多數(shù)想學(xué)MSP430的童鞋，對89C51內(nèi)核系列的單片機是很熟悉的，為了加深對MSP430 系列單片機的認(rèn)識嗎，迅速闖入MSP430學(xué)習(xí)過程，就必須徹底了解MSP430單片機，我們不妨將51單片機和MSP430兩者進(jìn)行一下比較。

　　第一點， 51內(nèi)核單片機是8 位單片機。其指令是采用的被稱為“ CISC ”的復(fù)雜指令集，共具有111 條指令。而MSP430 單片機是16 位的單片機，采用了精簡指令集（ RISC）結(jié)構(gòu)，只有簡潔的27 條指令，大量的指令則是模擬指令，眾多的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算。這些內(nèi)核指令均為單周期指令，功能強，運行的速度快。

　　第二點，MCU主要分為兩種工作模式：待機與執(zhí)行。51內(nèi)核單片機正常情況下消耗的電流為mA級 ，在掉電狀態(tài)下，其耗電電流仍約為3mA左右 ；即使在掉電方式下，電源電壓可以下降到2V ，但是為了保存內(nèi)部RAM 中的數(shù)據(jù)，還需要提供約50uA的電流。

　　而430單片機功耗是在uA級的，工作電流極小，并且超低功耗，關(guān)斷狀態(tài)下的電流僅為0.1μA，待機電流為0.8μA，常規(guī)模式下的(250μA／1MIPS@3V)，端口漏電流不足50 nA，并可零功耗掉電復(fù)位(BOR)。另外，該芯片屬低電器件，僅需1.8～3.6V電壓供電，因而可有效降低系統(tǒng)功耗。MSP430將低功耗模式擴展為7種，分別對應(yīng)不同應(yīng)用場合及任務(wù)的低功耗方式。以睡眠模式為例，包括深度睡眠模式RTC：只有時鐘在跑而其他都不動，目前，TI宣布其MSP430在RTC模式下最低功耗僅為360nA。同時也包括諸如液晶顯示驅(qū)動等需要幾十毫秒刷新一次的間歇性睡眠模式。所以，MSP430 的超低功耗更適合應(yīng)用于使用電池供電的儀器、儀表類產(chǎn)品中。

　　第三點， 51內(nèi)核單片機由于其內(nèi)部總線是8 位的，受其結(jié)構(gòu)本身的限制很大，模擬功能控制功能受限制。MSP430 系列其基本架構(gòu)是16 位的，同時在其內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線經(jīng)過轉(zhuǎn)換還存在8 位的總線，在加上本身就是混合型的結(jié)構(gòu)，因而對它這樣的開放型的架構(gòu)來說，無論擴展8 位的功能模塊，還是16 位的功能模塊，即使擴展模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換或數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換這類的功能模塊也是很方便的。

　　第四點，典型MCU的存儲結(jié)構(gòu)有兩種。諾依曼結(jié)構(gòu)——程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編碼；哈佛結(jié)構(gòu)——程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器；MSP430系列單片機屬于前者，而常用的51內(nèi)核單片機系列屬于后者。

       第五點，就是在開發(fā)工具上面。對51內(nèi)核單片機來說，不少適合我們使用的開發(fā)工具。但是如何實現(xiàn)在線編程還是一個很大的問題。對于MSP430 系列而言，由于引進(jìn)了Flash 型程序存儲器和JTAG 技術(shù)，不僅使開發(fā)工具變得簡便，而且價格也相對低廉，并且還可以實現(xiàn)在線編程。

      那么說了以上這些，作為新手，到底怎么學(xué)習(xí)430這種16位低功耗的單片機呢？或者說有什么有什么效果比較好的方法嗎，答案是肯定。

1.   作為430新手，首先看我們是否準(zhǔn)備好以下幾樣硬件：電腦(帶有并口)1臺，MSP430FET仿真器1套，MSP430開發(fā)實驗板1套，和一些MSP430教程或電子教程資料等。

2.   選用MSP430仿真器。購買現(xiàn)成的MSP430JTAG仿真器如TI-MSP430JTAG

3.   選用MSP430開發(fā)板或目標(biāo)板是學(xué)習(xí)一個重要的工具，建議購買一個開發(fā)板或目標(biāo)板，同時也會得到很好的技術(shù)支持。如果自己制作的話也行，也未尚不可，那就看個人水平了。

4.   軟件工具，因為現(xiàn)在都有學(xué)習(xí)板的工具軟件，如IAR的EW430學(xué)習(xí)版，430GCC軟件還是免費的。建議還是使用IAR軟件較方便，因為使用的人群較多，有問題還可請教，容易解決。

5.   MSP430學(xué)習(xí)資料及教程，<<MSP430系列16位超低功耗單片機原理與應(yīng)用>> 清華大學(xué)出版社和一本關(guān)于430C語言編程應(yīng)用的書本<<MSP430系列單片機實用C語言程序設(shè)計>>。

6.   MSP430系列中硬件源資是非常豐富的。有看門狗(WDT)、定時器A (Timer_A)、定時器B(Timer_B)、比較器、串口0(USARTO)、串口1(USART1)、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、10位/12位ADC, 14位ADC,數(shù)十個可實現(xiàn)方向設(shè)置及中斷功能的并行輸入輸出端口、基本定時器（Basic Timer）。

7.   以下幾部分模塊硬件資源是作為初學(xué)者必須要了解學(xué)習(xí)的。
①WDT看門狗定時器： 新手們會看到很多編程實例中，開頭都有“WDTCTL = WDTPW +WDTHOLD;”語句。這是CUP執(zhí)行關(guān)閉定時器的意思。在剛開始，我們沒必要關(guān)心這個，可以跳過這章節(jié)，只要大概地知道他的作用就好了�？撮T狗定時器一般是用于防止程序失效而存在的，一般是用于完整的程序中使用。主程序中可不斷地清除看門狗定時器的計數(shù)值，以防定時器的值自動計滿后使CPU復(fù)位而重新開始工作。當(dāng)程序發(fā)生錯誤時，無法正常清除看門狗的定時值時，則看門狗定時器計數(shù)溢出而產(chǎn)生CPU復(fù)位。

　　　 ②IO模塊：對于IO模塊可分為初級與提高兩階段，可以不必同一時段內(nèi)進(jìn)行理解。
   　　a初學(xué)者必需了解幾個常用寄存器使用如P1OUT,P1IN,P1DIR,P1SEL寄存器。
   　　b理解MSP430 IO口常用編程語法，這些都可以查看參考例程。
   　　c結(jié)合書本介紹和個人理解，然后在開發(fā)板上進(jìn)行實驗。例如比如LED、響聲之類的初級實驗。
  　　 d對于IO模塊:了解如何使用IO中斷，和IO中斷相關(guān)寄存器的使用。如果不太必要，可以跳過IO中斷的使用，而是去學(xué)習(xí)其他章節(jié)的基礎(chǔ)部分；當(dāng)其他章節(jié)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)到一定程序時回過頭再來學(xué)習(xí)這部分。另外，我們需要搞清楚IO模塊在什么時候為高阻狀態(tài)？高阻狀態(tài)時的漏電流為多少？IO驅(qū)動電流能力如何？等等一些常關(guān)注的參數(shù)時，我們都需要養(yǎng)成主動查看器件手冊的習(xí)慣。

　　　中斷是430處理器的一大特色，因為幾乎每個外圍模塊都能產(chǎn)生，430可以在沒有任務(wù)時進(jìn)入低功耗狀態(tài)，有事件時中斷喚醒cpu，處理完畢再次進(jìn)入低功耗狀態(tài)。整個中斷的響應(yīng)過程是這樣的，當(dāng)有中斷請求時，如果cpu處于活動狀態(tài)，先完成當(dāng)前命令；如果處于低功耗，先退出，將下一條指令的pc值壓入堆棧；如果有多個中斷請求，先響應(yīng)優(yōu)先級高的；執(zhí)行完后，等待中斷請求標(biāo)志位復(fù)位，要注意，單中斷源的中斷請求標(biāo)志位自動復(fù)位，而多中斷的標(biāo)志位需要軟件復(fù)位；然后系統(tǒng)總中斷允許位SR.GIE復(fù)位，相應(yīng)的中斷向量值裝入pc，程序從這個地址繼續(xù)執(zhí)行。這里要注意，中斷允許位SR.GIE和中斷嵌套問題。如果當(dāng)你執(zhí)行中斷程序過程中，希望可以響應(yīng)更高級別的中斷請求時，必須在進(jìn)入第一個中斷時把SR.GIE置位。　其實，其他的外圍模塊時鐘沿著時鐘和中斷這個核心來執(zhí)行的。具體的結(jié)構(gòu)我也不羅索了，可以參考430系列手冊。
　�、蹠r鐘模塊：系統(tǒng)時鐘是一個程序運行的指揮官，時序和中斷也是整個程序的核心和中軸線。430最多有三個振蕩器，DCO內(nèi)部振蕩器；LFXT1外接低頻振蕩器，常見的32768HZ，不用外接負(fù)載電容；也可接高頻450KHZ－8M，需接負(fù)載電容；XT2接高頻450KHZ－8M，加外接電容。初學(xué)者若要使用到片中某模塊時幾乎都要使用不同的時鐘。時鐘模塊是提供整個單片機中各模塊的時鐘發(fā)生源，所以這章節(jié)是非常強調(diào)地要去認(rèn)真理解的。
　�、�.必須理解430有幾種時鐘信號：MCLK系統(tǒng)主時鐘，可分頻1 2 4 8，供cpu使用，其他外圍模塊在有選擇情況下也可使用；SMCLK系統(tǒng)子時鐘，供外圍模塊使用，可選則不同振蕩器產(chǎn)生的時鐘信號；ACLK輔助時鐘，只能由LFXT1產(chǎn)生，供外圍模塊。

　　⑵.DCO，SMCLK，MCLK，ACLK各個時鐘有什么優(yōu)點和缺點。
　�、�.4個時鐘信號中，每個時鐘的通常頻率范圍是多少。
　�、�.常規(guī)的時基控制寄存器設(shè)置和時鐘如何從引腳輸出等等。
　�、躎imaA模塊：⑴.初學(xué)者需要搞清TimerA的三個不同工作模式中TA、CCR1、CCR2與CCR0之間的關(guān)系。⑵.搞清楚TA、CCR1、CCR2與CCR0之間的中斷向量關(guān)系。⑶.綜合上面的理解，我們可以結(jié)合TimerA的例程來進(jìn)行相關(guān)驗證，只有通過親自的操作才能有效地記住。⑷.利用TimerA實現(xiàn)PWM信號輸出、利用捕獲/比較功能實現(xiàn)捕獲信號等等。

8.   另外多大學(xué)習(xí)430學(xué)習(xí)單片機論壇上， 和網(wǎng)友交流，咨詢，多看別人出現(xiàn)的問題的解決方法。

      可以說，只要經(jīng)過上述方面認(rèn)真折騰學(xué)習(xí)的話，其實MSP430單片機編程應(yīng)用就有了基本入門階段，可以說已經(jīng)闖入MSP430單片機有效學(xué)習(xí)過程，接下要繼續(xù)學(xué)習(xí)其他相關(guān)的模塊應(yīng)用也不難了。那么剩下的一些模塊可以按需而用，按需而學(xué)。 但前提的就是需要熟悉幾個常用模塊基礎(chǔ)應(yīng)用，以使用量最多的14x系列為例，初學(xué)者入門必學(xué)有IO模塊、時基模塊、定時器模塊等，以后可繼續(xù)強化學(xué)習(xí)如ADC12模數(shù)轉(zhuǎn)換、UART串行異步通訊模塊、比較器A模塊等等。

　　初學(xué)，有什么錯誤或者不恰當(dāng)?shù)牡胤蕉喽嘀刚�，大家一起交流學(xué)習(xí)。

　　推薦一個好去處：TI官方MSP430交流社區(qū)http://www.deyisupport.com/question_answer/microcontrollers/msp430/f/55.aspx需要注冊。在這里面提問題，都會有TI的在職工程師為你解答。

　　第一章，先學(xué)習(xí)I/O。I/O的操作是最基本的，而且這些寄存器也都要牢牢掌握。MSP430難就難在它有大量的寄存器需要設(shè)置，雖然不是每個都必須掌握，但I(xiàn)/O控制寄存器我覺得肯定還要記住的。這個太基礎(chǔ)了啊啊-_'

　　大家手里要常備一份原理圖（PCB圖），方便查線和配置引腳

一、通用I/O的簡單操作（設(shè)置）

        特點：①多種復(fù)用和設(shè)置（即可控制是否輸入、是否輸出、是否接上拉電阻、是否接下拉電阻、是否可接受中斷）；

                      ②一般情況下，P1和P2都是具有中斷能力的。從P1和P2接口的各個I/O管腳引入的中斷可以獨立的被使能并且設(shè)置為上升沿或者下降沿觸發(fā)。對應(yīng)的中斷向量表分別為P1IV和P2IV，它們只能進(jìn)行字操作，并且PAIV這個寄存器根本不存在。

                      ③P1、P2可合為PA，P3、P4可合為PB，…PC、PD。所以P1為8位BCD 0x00，PA為16位BCD 0x0000。當(dāng)進(jìn)行字操作寫入PA口時，所有的16位都被寫入這個端口；當(dāng)利用字節(jié)操作寫入PA口的低字節(jié)時，高字節(jié)保持不變；

                      ④由于430很多I/O和外圍電路接線，所以這里常用位操作。如事先定義（接下來也會用到，先在此聲明）BIT0=0X01、BIT1=0X02、BIT3=0X04…BIT7=0X80，那么將P1.1、P1.3的輸出設(shè)為1的時候，就可以這樣操作：P1OUT|=（BIT1+BIT3）。這樣顯得很清楚。

                     ⑤沒有用到的I/O，要統(tǒng)一拉低為好。此外，當(dāng)讀入的數(shù)據(jù)長短小于端口最大長度時，那些沒有用到的位會被視零。

                    430I/O的配置是用軟件來實現(xiàn)的，是通過相應(yīng)的配置寄存器來實現(xiàn)的。（用到某個I/O時，一定要先配置好該I/O，否則易出錯）

      1.2.1  I/O方向設(shè)定寄存器PXDIR

                   如設(shè)定P1.1和P1.2為輸出狀態(tài)，操作為： P1DIR |=（BIT1+BIT2）等價于PADIR |=（BIT1+BIT2）也等價于PADIR_L|=（BIT1+BIT2。

　　　　拉高設(shè)定為輸出，拉低設(shè)定為輸入（默認(rèn)）。

      1.2.2  I/O輸入設(shè)定寄存器PXIN

如設(shè)定P1.1和P1.2的輸入為低電平，操作為： P1IN&=~（BIT1+BIT2）。

      1.2.3      I/O輸出設(shè)定寄存器PXOUT

　　　�、佼�(dāng)只用為簡單的輸出時：如設(shè)定P1.1和P1.2輸出高電平，操作為： P1OUT |=（BIT1+BIT2）。

                  ②如果該引腳為正常I/O功能，且當(dāng)前已設(shè)定為輸入方向，且上拉/下拉電阻寄存器是有效地。那么PXOUT可以用來配置上拉和下拉電阻：

      1.2.4 上拉/下拉電阻使能寄存器PXREN

                                   低電平該寄存器為無效狀態(tài)；

                                   高電平該寄存器為有效狀態(tài)；

      1.2.5  輸出驅(qū)動能力設(shè)置寄存器PXDS

                            弱化驅(qū)動可以減弱電磁干擾EMI，全力驅(qū)動會增強電磁干擾。默認(rèn)為減弱驅(qū)動。

                            低電平表示減弱的驅(qū)動（默認(rèn)）；

                            高電平表示全力的驅(qū)動；

      1.2.6  功能選擇寄存器PXSEL

                            用來聲明該端口是要應(yīng)用于外圍電路的特殊功能（不決定輸入輸出方向），默認(rèn)為低電平。

                             低電平表示普通的I/O（默認(rèn)）；

                             高電平表示該引腳將有連接外圍電路的特殊用途；

                      如：開發(fā)板初始化函數(shù)HAL_Board.c中有這樣一句程序：

                                   P5SEL |=（BIT2+BIT3）（=00001100）；

                                   這句話的意思就是聲明P5.2和P5.3將有特殊用途，實際上這兩個I/O接的是外部的高頻時鐘晶振（之后還要設(shè)定為輸入狀態(tài)才可以）。

                            此外需要注意的是，一旦某個I/O的PXSEL置高了，那么該引腳將不能再被用為中斷引腳。