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縱觀微處理器的發(fā)展，一是朝著具有復(fù)雜數(shù)據(jù)運(yùn)算、高速通信、信息處理等功能的高性能計算機(jī)系統(tǒng)方向發(fā)展；二是產(chǎn)生了一種將中央處理器,存儲器,I/O接口電路以及連接他們的總線都集成一塊芯片上的計算機(jī)。單片機(jī)在設(shè)計上主要突出了控制功能，調(diào)整了接口配置，在單一芯片上制成了結(jié)構(gòu)完整的計算機(jī)。
目前最常用的3中可編程處理器：微控制器（MCU）、微處理器（MPU）、數(shù)字信號處理器（DSP）；
單片機(jī)可應(yīng)用的領(lǐng)域：工業(yè)控制（工業(yè)機(jī)器人）、智能化儀器儀表（溫度濕度的測量）、日常生活鐘的電器產(chǎn)品（MP3）、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信（以太網(wǎng)）、計算機(jī)外部設(shè)備（微型打印機(jī)）；
單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：時鐘頻率比通用MPU和DSP低；功耗低；字長一般為8-32位；內(nèi)存有限，通常小于1mb；具有幾個到上百個輸入/輸出引腳；
單片機(jī)應(yīng)用特點(diǎn)：小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化（組裝成智能式控制設(shè)備以及各種智能儀器儀表）、面向控制、抗干擾能力強(qiáng)、可以方便地實現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，提高效率和可靠性；
MSP430是16位超低功耗、具有精簡指令集的混合信號處理器（因其針對實際應(yīng)用需求，將多個不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個芯片上，以提供“單片”解決方案（豐富的片內(nèi)外設(shè)））；
MSP430的特點(diǎn)：1.最顯著：超低功耗（電源電壓為1.8-3.6V，最高工作頻率25MHz）2.強(qiáng)大的處理能力（16位，采用精簡指令集結(jié)構(gòu)，一個時鐘周期可執(zhí)行一條指令）3.高性能模擬技術(shù)以及豐富的片內(nèi)外圍模塊4.系統(tǒng)工作穩(wěn)定5.方便高效的開發(fā)環(huán)境
MSP430發(fā)展和應(yīng)用：推出X1XX--X6XX系列，其中X3xx、X4xx、X6xx具有LCD驅(qū)動模塊，對提高系統(tǒng)的集成度較有利
MSP430微控制器架構(gòu)：CPU具有16位數(shù)據(jù)總線、7種尋址模式，采用精簡指令集（代碼更短、更緊湊、執(zhí)行速度更快），微控制器采用馮諾依曼架構(gòu)（程序指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器共用一個存儲空間，地址線和數(shù)據(jù)線共用一組；哈佛結(jié)構(gòu)是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的，地址和數(shù)據(jù)是兩組獨(dú)立的總線），CPU、多種外設(shè)和時鐘系統(tǒng)通過存儲器地址總線和存儲器數(shù)據(jù)總線相連。
MSP430主要功能部件：CPU、存儲器、外圍模塊；存儲器分為程序存儲器（以字方式訪問）和數(shù)據(jù)存儲器（以字（16位）或字節(jié)（8位）方式訪問），字通常編址在偶數(shù)單元，這個地址存放字的低字節(jié)，后面緊鄰的奇數(shù)地址包含字的高字節(jié)，8位運(yùn)算數(shù)據(jù)訪問可以從偶數(shù)或奇數(shù)地址開始，16運(yùn)算數(shù)據(jù)訪問只能從偶數(shù)地址開始。
MSP430所有內(nèi)存包括RAM、ROM、Flash、信息內(nèi)存、特殊功能寄存器、外設(shè)寄存器；
Flash：字母F標(biāo)識，可擦除以及重新變成代碼空間；ROM字母C，價格低廉、適用于大容量；FRam字母FR，具備動態(tài)區(qū)功能統(tǒng)一存儲器，訪問速度快，實現(xiàn)零功率狀態(tài)保持；存儲器的每個儲存單元由一個字節(jié)構(gòu)成。
中斷向量表位于存儲空間的最后一段區(qū)域，從0FFE0h到）0FFFEh，中斷向量優(yōu)先級隨字地址的增加而遞增。
所有的代碼、表、編碼常量都存儲在FLash/ROM內(nèi)，其起始地址取決于Flash/ROM的容量。軟件能從Flash/ROM中存儲并讀出字或字節(jié)表。MSP430的Flash中含有信息內(nèi)存地址空間（只存數(shù)據(jù)），還含有引導(dǎo)內(nèi)存地址空間，引導(dǎo)程序在此，是一個能對Flash編程的外部接口之一（還有一個JTAG），此區(qū)域不會被其他應(yīng)用程序訪問，也不會被意外覆蓋。
RAM結(jié)尾地址取決于設(shè)備中的RAM的容量，RAM可以用來存儲代碼或數(shù)據(jù)；
外設(shè)模塊包含了所有映射到地址空間的片上外設(shè)寄存器，這些模塊可以通過字或字節(jié)指令訪問。
一些外設(shè)功能被映射到帶有特殊功能的內(nèi)存中，特殊功能寄存器有：中斷使能寄存器，中斷標(biāo)志寄存器，使能標(biāo)志寄存器；特殊功能寄存器僅能通過字節(jié)指令訪問。
MSP430 CPU適用于高性能、低功耗應(yīng)用，RISC（精簡指令集）類型CPU體系結(jié)構(gòu)基于正交的短指令集（27條指令），采用3級指令流水線進(jìn)行譯碼，包含ALU、4個專用寄存器，12個通用寄存器。將常用的值和變量存到通用寄存器中，節(jié)省CPU周期。
ALU（算術(shù)邏輯單元）處理加法、減法、比較和邏輯運(yùn)算（AND、OR、XOR）。ALU運(yùn)算會影響狀態(tài)寄存器中的溢出、零標(biāo)志、負(fù)標(biāo)志和進(jìn)位標(biāo)志位。
4個專用寄存器（R0--R3）12個通用寄存器（R4--R15）：R0:程序計數(shù)器（PC）：16位的程序計數(shù)器存放著下一條將要從程序存儲器中取出的指令的地址，程序計數(shù)器的實現(xiàn)依賴于指令使用的字節(jié)數(shù)（2、4、6總是偶數(shù)），由于指令是16位的，故PC一定是在偶數(shù)地址對齊。
R1可用于保存堆棧指針（SP/R1）用戶可以使用堆棧存儲數(shù)據(jù)（PUSH指令來存數(shù)據(jù)、POP指令來取數(shù)據(jù)）。用戶和編譯器均可使用堆棧為子函數(shù)傳遞參數(shù)（PUSH、POP用于調(diào)用函數(shù)，被調(diào)用的函數(shù)使用SP來計算偏移）；系統(tǒng)進(jìn)入子函數(shù)之前，把PC值存儲到堆棧中，從子函數(shù)返回時，再取出堆棧中的值，重新賦值給PC。系統(tǒng)堆棧在系統(tǒng)進(jìn)入中斷服務(wù)程序時，首先保護(hù)程序計數(shù)器（PC），然后將中斷矢量地址送入程序計數(shù)器，再執(zhí)行中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢，遇到返回指令時，將堆棧的內(nèi)容送到程序計數(shù)器中，程序又回到原來的地方繼續(xù)執(zhí)行，在函數(shù)調(diào)用之前保存的寄存器變量、局部變量和參數(shù)都不會變。
R2狀態(tài)寄存器（SR）：用來存儲狀態(tài)位和控制位，CPU根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，自動改變系統(tǒng)標(biāo)志，SR的預(yù)留位用來支持常量發(fā)生器�！�8位 V”是溢出位，v=1 表示算術(shù)結(jié)果溢出有符號變量的范圍；“7位SCG1”系統(tǒng)時鐘生成器0，SCG1=1 表示DCO生成器被關(guān)閉；“6位SCG0”系統(tǒng)時鐘生成器1，SCG0=1 代表FLL+循環(huán)控制被關(guān)閉；“5位OSOFF 振蕩器關(guān)閉 OSOFF=1關(guān)閉LFXT1”；“4位CPUOFF CPU關(guān)閉 CPUOFF=1禁用CPU內(nèi)核”；“3位GIE一般中斷使能 GIE=1使能可屏蔽中斷”“2--0位”是狀態(tài)位，N——求反標(biāo)識“N=1字節(jié)或字運(yùn)算結(jié)果為負(fù)”Z——零標(biāo)識“Z=1字節(jié)或字運(yùn)算結(jié)果為0” C——進(jìn)位標(biāo)識 “C=1字節(jié)或字運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生進(jìn)位”。
R2/R3（常量發(fā)生寄存器（CG1/CG2））根據(jù)源寄存器尋址模式（AS）的值，常量發(fā)生寄存器可以不需要通過代碼字或代碼內(nèi)存訪問即可生成6個常用的常量�？梢詫崿F(xiàn)仿真指令。
R4-R15通用寄存器可以用來保存數(shù)據(jù)值、地址指針或者索引值，可以通過字節(jié)或字指令訪問它們。
寄存器尋址模式可以直接操作通用寄存器或特殊功能及寄存器。
RISC和CISC體系結(jié)構(gòu)主要特征：RISC結(jié)構(gòu)簡單，易于設(shè)計，程序執(zhí)行效率高；CISC：功能豐富，指令執(zhí)行更加靈活；
系統(tǒng)復(fù)位：3種復(fù)位信號：掉電復(fù)位（BOR）、上電復(fù)位（POR）、上電清零（PUC）；POR為高電平時，狀態(tài)寄存器復(fù)位，程序計數(shù)器指向0FFFEh,外設(shè)寄存器全部恢復(fù)到上電狀態(tài);PUC將PC和SR復(fù)位，僅復(fù)位某些外設(shè)寄存器。
3種時鐘：輔助時鐘（ACLK一般用于低速外設(shè)模塊）、主系統(tǒng)時鐘（MCLK主要用于CPU和系統(tǒng)）、子系統(tǒng)時鐘（SMCLK高速外設(shè)模塊）；
XT1振蕩器（在PUC后開始工作）：工作在低頻（LF）模式（XTS=0）時，提供支持32768Hz的超低功耗模式，晶振只需經(jīng)過XIN和XOUT兩個引腳連接；工作在高頻（HF）模式時（XTS=1），支持高頻晶振或諧振器。XT1在LF時通過XT1DRIVE提高驅(qū)動，在HF時，通過XT1DRIVE適應(yīng)不同的晶振或振蕩器。在XT1BYPASS下輸入到XT1的外部時鐘信號（4MHz-32MHz），XT1自動關(guān)閉電源；
XT2振蕩器（高速振蕩器）：產(chǎn)生XT2CLK時鐘信號，當(dāng)XT2CLK信號沒有用作ACLK、MCLK、SMCLK，可用控制位XT2OFF關(guān)閉XT2。系統(tǒng)頻率和系統(tǒng)的工作電壓密切相關(guān)；
片內(nèi)數(shù)字控制振蕩器（DCO）：是數(shù)字可控的RC振蕩器，其頻率隨供電電壓、環(huán)境溫度變化而具有一定的不穩(wěn)定性；可以用控制位SCG0關(guān)閉；
MPS430的中斷源有內(nèi)部中斷和外部中斷，分為復(fù)位中斷、不可屏蔽中斷（NMI不能被狀態(tài)寄存器中的通用中斷使能（GIE）位禁用）、可屏蔽中斷；所有可屏蔽中斷均能被CPU的中斷控制識別，所以GIE必須置位；系統(tǒng)復(fù)位中斷（振蕩器/閃存和硬復(fù)位）是不可能屏蔽中斷，具有最高的中斷向量和處理優(yōu)先級；
不可屏蔽中斷（NMI）有兩個等級：系統(tǒng)NMI（SNMI）和用戶（UNMI）。
可屏蔽中斷：每個都在外設(shè)寄存器或獨(dú)立模塊中有獨(dú)立的使能或禁用標(biāo)志，可屏蔽中斷都能被狀態(tài)寄存器（SR）中的通用中斷使能位（GIE）禁用。當(dāng)發(fā)生可屏蔽中斷事件時，必須是GIE和中斷事件有關(guān)的模塊都中斷允許時，該中斷才能有可能被響應(yīng)；
中斷向量：最多可有64個中斷源，指向響應(yīng)中斷服務(wù)程序的起始位置
中斷是應(yīng)用程序的外部事件，外設(shè)中斷使能位和gie均置位中斷請求發(fā)出后就會調(diào)用ISR,中斷延遲時間為中斷事件開始到中斷服務(wù)程序執(zhí)行之間的時間間隔，CPU識別并調(diào)用ISR6個時鐘周期:中斷發(fā)生時，程序計數(shù)器（PC）和狀態(tài)寄存器（SR）被壓入到棧中，SCG0異常，將SR清零，設(shè)置GIE禁止中斷，此時其他ISR將不會被調(diào)用，中斷服務(wù)程序結(jié)尾的reti指令會將程序流重定位，且自動彈出棧中SR和PC值。ISR處理時間必須小于中斷請求的時間間隔，否則棧會溢出。
端口能直接用于輸入/輸出，輸入/輸出操作都是通過傳送指令完成的，端口P1——P11和PJ都可以按位尋址，每一位可獨(dú)立用于輸入/輸出；相鄰兩個端口組合成端口對（分別命名為：PA、PB、PC、PD等），通過字節(jié)形式訪問單獨(dú)端口，通過字形式訪問端口對；MSP430只有數(shù)據(jù)端口，可用端口的某一位或幾位來傳送狀態(tài)信息，來確定外設(shè)狀態(tài)。
端口特點(diǎn)：1.類型豐富：有P1——P11、PJ、S、COM端口；2.功能豐富：P1、P2口有中斷能力；3.寄存器豐富：P1和P2具有9個（或7個）寄存器，其他有6個（或4個）寄存器，通過設(shè)置寄存器，（1每個I/O口可以獨(dú)立編程，2輸入或輸出可任意組合，3P1、P2所有I/O口都具有邊沿可選的輸入中斷功能，4能使用所有指令對寄存器操作，5可設(shè)置I/O口的上拉或下拉功能，6可配置I/O驅(qū)動能力）；端口的數(shù)據(jù)輸出特性：MSP430輸入端口的最大漏電流為50na，輸入端口的漏電流對系統(tǒng)的耗電影響很大；每個端口的輸出晶體管都能夠限制輸出電流（最大約為25mA）；
端口P1和P2具有輸入/輸出、中斷和外部模塊功能；可以通過9個（或7個）控制寄存器的設(shè)置來實現(xiàn)：1.PxDIR輸入/輸出方向寄存器：相互獨(dú)立的8為分別定義了8個引腳的輸入/輸出方向，8位在PUC（上電清零）后都被復(fù)位。使用輸入/輸出功能時，應(yīng)該先定義端口的方向，作為輸入時，只能讀，作為輸出時，可讀可寫，對某位置位時，表示對應(yīng)引腳設(shè)置為輸出方向，否則為輸入方向，“|=”按位或運(yùn)算；2.PxIN輸入寄存器：是只讀寄存器，用戶不能對其寫入，對這種只讀寄存器寫入，會在寫操作有效期間增加電流消耗；3.PxOUT輸出寄存器：可讀可寫，讀寄存器時，讀的值為上一次寫入的值，若某引腳設(shè)置為輸入方向，則對該寄存器寫操作不會改變引腳之前的狀態(tài)；4.PxREN上拉或下拉電阻使能寄存器（提高信號的驅(qū)動能力）：該寄存器的每一位可以使能或禁用I/O引腳的上拉/下拉電阻，通過設(shè)置PxOUT相應(yīng)位來選擇引腳上拉或下拉功能："0為禁止，1為使能”；5.PxSEL功能選擇寄存器：P1和P2端口還具有其他片內(nèi)外設(shè)功能，為減少引腳，將這些功能與芯片外的聯(lián)系通過復(fù)用P1和P2引腳的方式來實現(xiàn)，P1SEL和P2SEL用來選擇引腳的I/O端口功能與外圍模塊功能，”0：選擇引腳為I/O端口，1：選擇引腳為外圍模塊功能“；6.PxDS輸出驅(qū)動強(qiáng)度寄存器：每位設(shè)置引腳的輸出強(qiáng)度為高驅(qū)動強(qiáng)度（“1”）或低驅(qū)動強(qiáng)度（“0”），默認(rèn)值為低驅(qū)動強(qiáng)度；7.PxIE中斷使能寄存器：該寄存器的8位與該端口的8個引腳一一對應(yīng)，某一位置位表示允許對應(yīng)的引腳在電平變化（上升沿或下降沿）時產(chǎn)生中斷；8.PxIES中斷觸發(fā)沿選擇寄存器：如果允許Px口某個引腳中斷，還需定義該引腳的中斷觸發(fā)方式，該寄存器8位對應(yīng)Px口的8個引腳（”0：上升沿使相應(yīng)標(biāo)志置位，1：下降沿使相應(yīng)標(biāo)志置位“）；9.PxIFG（”0：沒有中斷請求；1：有中斷請求“）中斷標(biāo)志寄存器：用來表示對應(yīng)引腳是否產(chǎn)生了有PxIES設(shè)定的電平跳變，如果GIE置位，引腳對應(yīng)的中斷使能寄存器PxIE位置位，則會向CPU請求中斷處理；中斷標(biāo)志共用一個中斷向量，屬于多源中斷，須用軟件來判定是對哪一個事件服務(wù)，并將相應(yīng)的標(biāo)志復(fù)位，外部中斷事件的時間必須保持不低于1.5倍的MCLK的時間，以保證中斷請求被接受，且使相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置位。
端口COM和S實現(xiàn)與液晶片的直接接口，COM端口為液晶片的公共端，S端口為液晶片的段碼端；
定時功能模塊是MSP430應(yīng)用系統(tǒng)中經(jīng)常用到的重要部分，可用來實現(xiàn)定時控制、延遲、頻率測量、脈寬測量和信號產(chǎn)生、信號檢測等等。定時信號可以用軟件和硬件兩種方法來獲得。
看門狗定時器（WDT）：特性：8種軟件可選的定時時間，看門狗工作模式，定時器工作模式，帶密碼保護(hù)的WDT控制寄存器，適中源可選擇，為降低功耗，可停止，時鐘失效保護(hù)；看門狗寄存器：1.計數(shù)單元（WDTCNT）是不能通過軟件直接訪問的32位增計數(shù)器，是由所選定的時鐘電路產(chǎn)生的固定周期脈沖信號對計數(shù)器進(jìn)行加法計數(shù)。2.控制寄存器（WDTCTL）是一個16位寄存器，高8位用于存放訪問密碼，低8位6位（WDT時鐘源有SMCLK和ACLK，時鐘源的選擇由控制位WDTSSEL確定；WDTHOLD（1是禁用）看門狗定時器停止位；WDTTMSEL：工作模式選擇（0看門狗模式1間隔定時器模式））用于WDT控制，其余兩位用于NMI（不可屏蔽中斷）的控制；
看門狗的工作模式：關(guān)閉狀態(tài)、定時模式、看門狗模式；處于定時模式下的 WDT 中斷屬于可屏蔽中斷。其中斷優(yōu)先級介于定時器 A 與定時器 B 之間；
看門狗模式下： 用戶軟件一都需要進(jìn)行如下操作： 進(jìn)行WDT的初始化：設(shè)置合適的時間。 周期性地對WDTCNT清零：防止WDT溢出。
WDT為什么能抗干擾：將WDT定時時間稍大于程序執(zhí)行一遍所用的時間，而且程序執(zhí)行過程中都有對看門狗定時器清零指令，不會產(chǎn)生溢出，使計數(shù)器清零（喂狗）重新計數(shù)，如果干擾使程序跑飛，不會在WDT定時時間到之前執(zhí)行WDT清零指令，WDT溢出，從而產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位，CPU需要重新運(yùn)行用戶程序，這樣程序就可以回到正常狀態(tài)；
定時器 A （MSP430Flash型單片機(jī)都含有定時器A）由一個16位定時器和多路捕獲/比較通道（提高I/O 端口處理事務(wù)的能力和速度）組成，4種計數(shù)模式：00停止模式、01增計數(shù)模式、10連續(xù)計數(shù)模式、11增/減計數(shù)模式；停止模式：用于定時器暫停，不發(fā)生復(fù)位，寄存器所有現(xiàn)行內(nèi)容在該模式結(jié)束后仍可用； 增計數(shù)模式：（增到TAxCCR0降到0）捕獲/比較寄存器TAxCCR0為Timer_A增計數(shù)模式的周期寄存器，適用于周期小于65536的連續(xù)計數(shù)情況；連續(xù)計數(shù)模式：定時器從當(dāng)前值計數(shù)到0FFFFH后，又從0開始重新計數(shù)，TAxCCR0工作方式和其他捕獲/比較寄存器相同，不再作為周期寄存器；需要對稱波形通常需要用到增/減計數(shù)模式，該模式計數(shù)方向鎖定，先增計數(shù)到TAxCCR0然后反向減計數(shù)到0；
增計數(shù)模式和連續(xù)計數(shù)模式區(qū)別：在連續(xù)計數(shù)模式中，很多時候會用到CCR0、CCR1等信號，鬧鐘的例子最形象了，在周期循環(huán)定時中，CCR0、CCR1對應(yīng)不同時刻的事件
模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）從信號系統(tǒng)中采集信號電壓，經(jīng)過信號處理后，將其轉(zhuǎn)換為等效的數(shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換，通常按取樣、保持、量化、編碼四個步驟進(jìn)行（基本過程）；
取樣：是對模擬信號周期性抽取樣值；保持：在下一個取樣脈沖到來前，暫時保持取得的樣值脈沖幅度；量化：將樣值電壓變換為量化單位電壓整數(shù)倍的過程；編碼：量化后的離散量用相應(yīng)的二進(jìn)制碼表示；數(shù)字量計算方法：ADC內(nèi)核一般要使用兩個參考電壓VR+和VR-，一般這兩個電壓可以是用戶接入或者是使用內(nèi)部參考電壓。VR+是定義的轉(zhuǎn)換最大值，VR-則是轉(zhuǎn)換的最小值；公式：N = 4095*(Vin-Vr-)/(Vr+ - Vr-);
程序：
//ADC中斷程序：
#pragma vector=ADC_VECTOR
_interrupt void ADC12ISR(void)
{
uchar j;
while(ADC12CTL1&0x01)==1);//如果ADC忙，則等待，否則讀取ADC轉(zhuǎn)換數(shù)值
Flag=1;
TEMP=ADC12MEM0;//讀取ADC轉(zhuǎn)換值
Data_do(TEMP);//處理ADC值，用于顯示，數(shù)字量
Voltage_do(TEMP);//處理ADC值，用于顯示，模擬電壓值
for(j=0;j<15;j++)
{
LCD_DisplayADC();//顯示ADC數(shù)據(jù)，ADC數(shù)字量；
LCD_DisplayVoltage();//顯示ADC的電壓值；
}
}
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