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第1章MSP430单片机入门第一例
1.1单片机简介
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（MicroController Unit），常用缩写MCU表示单片机。单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。单片机已广泛地应用于军事、工业、家用电器、智能玩具、便携式智能仪表和机器人制作等领域。
目前，常用的单片机有Intel8051系列单片机；C8051F系列单片机；ATMEL公司的AVR系列单片机；TI公司的MSP430系列单片机；Motorola单片机； PIC系列单片机；飞思卡尔系列单片机；STM32系列单片机；ARM系列嵌入式等等。单片机种类繁多，不同的单片机有着不同的硬件特性和软件特征，产品设计时单片机的选型是一项重要工作。对于初学者来说千万不要贪多求全，最好的学习方法是选择一款单片机进行深入学习，学好这一款单片机后再触类旁通、举一反三选择最合适的单片机完成实际工程任务。
1.1.1 超低功耗的MSP430单片机
MSP430系列单片机是TI（Texas Instruments，美国德州仪器）公司近年来推出的一系列优秀的混合型微处理器产品。MSP430单片机是一种基于RISC（精简指令集计算机）的16位混合信号处理器，专为满足超低功耗需求而精心设计，同时具备很好的数字/模拟信号处理能力，具有智能外设、易用性、低成本、业界最低功耗等优异特性，能满足仪器仪表、工业自动化、国防、家居智能化、医疗保健、智能农业等多方面的需求环境。
MSP430总体结构如图1.1所示，可分为八个部分：
1）CPU：MSP430的CPU运行正交的精简指令集，采用16位的ALU（运算器）、指令控制逻辑和16个16位寄存器、27条内核指令及7种寻址模式。寄存器中的4个具有特殊用途，即程序计数器R0/PC，堆栈指针R1/SP，状态寄存器和常数发生器R2/SR/CG1、R3/CG2。其它12个寄存器都可以作为通用寄存器，用于所有的指令操作。
2）程序存储器：对于程序代码总是以字形式取得，而对于数据可以用字或字节指令进行访问。每次访问需要16位数据总线(MDB)和访问当前存取器模块所需要的地址总线(MAB)。FLASH存取器的顶部(0FFFFH~0FFE0H)保留用作复位及中断的向量地址。
3）数据存储器：其访问形式与程序存储器相同，经地址总线（MAB）和数据总线（MDB）与CPU相连。
4）外围模块：外围模块经MAB、MDB和中断服务及请求线与CPU相连。0100H~01FFH为16位的外围模块保留，这些模块的访问采取字操作模式，如果使用字节操作，则只有偶地址是被允许的。010H~0FFH位8位的外围模块保留。
5）时钟系统：MSP430具有两个外部晶体振荡器接口，一个是低频晶振，专门位低功耗而设计；一个是高平晶振。除了可外接晶体振荡器外，其内部有一个数控RC振荡器(DCO)，可以实现数字控制及频率调节。
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6）看门狗：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。如果应用不需要监控功能，则模块可配置为内部定时器，并在设定的时间间隔生成中断。
7）接口：MSP430 器件拥有多达 10 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。
8）JTAG 接口：所有 MSP430 器件都支持通过 JTAG 编程。芯片内部的专用的嵌入式仿真逻辑(EEL)通过JTAG接口实现芯片的在系统开发。安全保险丝的熔断用于切断 JTAG 的访问，并防止逆向工程。
图1.1 MSP430总体结构
MSP430单片机的命名规范
MSP430FG4619IQZWR 10
9
8
7 6 5 4
3 2 1
图1.2 MSP430的命名规范
MSP430系列单片机的命名规范如图1.2所示，说明如下：
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1.1.2
1 — 混合信号处理器类型。MSP：标准型；MSX：实验型；PMS：原始型。 2 — 430单片机平台中的一员。 3 — 存储器类型。C代表ROM; P代表OTP; F代表FLASH;E代表EPROM;U代表User。
4 — 特殊功能（可选项）。G代表医药；E代表仪表；W代表水表。 5 — 产品代数。如1XX，2XX，3XX，4XX，5XX。 6 — 相拟功能分类。
7 — 家族分类（存储容量大小或外设配置）。 8 — 温度范围。I：-40-85℃；T：-40-105℃ 9 — 封装类型。
10 — 编带（可选项）
1.2 MSP430单片机的开发环境
所有MSP430 微控制器包含一个嵌入式仿真模块(EEM)，此模块可实现通过易于使用的开发工具进行高级调试和编程。要对MSP430系统的开发进行开发，需要配备合适的硬件环境和软件环境。本书以MSP430F249为例进行介绍，其他产品的开发过程与此类似。 1.2.1 MSP430硬件环境
MSP430系统开发的硬件环境非常简单，需要一台PC机、一个JTAG仿真器和MSP430系统开发板。由于目前的PC机一般不配备并口，因此优选USB口的JTAG仿真器进行下载和仿真。如图1.3所示为MSP430系统开发设备图。图中USB口的JTAG仿真器通过USB口与PC机相连，仿真器的另一端连接到MSP430最小系统板的JTAG接口上。下载程序进行调试时，通过PC机上安装的IAR软件平台将程序下载到单片机的FLASH中，并在IAR软件平台下通过JTAG接口读取芯片信息并控制程序运行，从而达到程序开发的目的。
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图1.3 MSP430单片机开发设备图
1.2.2 MSP430软件开发环境
国内普及的MSP430开发软件种内不多，主要有IAR公司的Embedded Workbench for MSP430和AQ430。IAR Systems是全球领先的嵌入式系统开发工具和服务的供应商。公司成立于1983年，提供的产品和服务涉及到嵌入式系统的设计、开发和测试的每一个阶段，包括：带有C/C++编译器和调试器的集成开发环境(IDE)、实时操作系统和中间件、开发套件、硬件仿真器以及状态机建模工具。本书中用IAR Embedded Workbench For MSP430 v5.10为例介绍该软件的基本操作。
IAR Embedded Workbench For MSP430 v5.10的关键组成包括如下内容： ? 带项目管理器和编辑器的集成开发环境 ? 高度优化的MSP430 C/C++编译器
? 集成所有MSP430芯片包括MSp430X的配置文件 ? 带完整源代码的Run-time库 ? MSP430汇编器 ? 链接器和库工具
? 带MSP430模拟器和RTOS内核识别调试插件的C-SPY调试器 ? MSP430代码例程 V5.10版本特色：
? MSP430X的新数据模式 ? 更改了calling convention
? 支持新的芯片Support for new devices ? 支持Elprotronic和Olimex的调试模块 1. IAR软件的安装
IAR EW430软件可在IAR的官方网站（www.iar.com）上下载，下载位置位于SERVICE CENTER目录下的Downloads栏中。选择MSP430的对应软件，进入到软件说明对话框中下载。
双击安装文件夹中图标为 ，文件名为EW430-EV-web-5104.exe 的文件。出现如图1.4所示对话框。
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