MSP-EXP430G2-LaunchPad实验板入门基础

第一章MSP-EXP430G2LaunchPad实验板入门基础超低功耗业内功耗最低的MCU•超低功耗运行模式•最多7种低功耗模式•实时唤醒•所有MSP430器件均具有超低功耗特性高度集成智能型模拟与数字外设•外设可工作于低功耗模式•减少分立器件与物料成本•具有FRAM、USB、RF、电容式触摸I/O、计量模块、LCD、ADC、DAC等产品线齐全，低成本简单上手低成本与简单入手•完整套件起售价仅$4.30•可提供基于GUI的编码及调试工具•MSP430Ware软件与资源库-包括代码范例、数据手册、用户指南等等找到适合需要的理想MCU•400多款器件•最高256kB闪存，18kBRAM，超过25种封装•ValueLine系列器件起售价仅$0.25•多种性能与片上集成度的器件可供选择MSP430系列MCU介绍1MSP430概述特点MSP430的主要应用MSP430MCU可支持数千种应用凭借MSP430MCU的超低功耗性能、高集成度模拟与数字外设以及易用的工具，可方便实现产品的差异化。1MSP430概述应用G2系列MCU1000片的价格：最低价：MSP430G2001$0.34最高价：MSP430G2553$0.901MSP430概述G2系列(BrownoutReset)欠压复位10位模数转换器比较器内部温度传感器通用串行通信接口支持自动波特率检测的增强型通用异步收发器电容触摸检测IO口最高16MHz的内部频率具有512B-16KB闪存最高512B的RAM10-24个通用IO口低电源电压范围：1.8V至3.6V2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G25532MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·CPU•16位地址总线•16位数据总线•16位寄存器•16位精简指令集(RISC)架构•62.5ns指令周期时间在MSP430中：一个时钟周期＝MCLK晶振的倒数。若MCLK=8MHz，则一个时钟周期为1/8us。一个机器周期＝一个时钟周期，即430每个动作都能完成一个基本操作。一个指令周期＝1～6个机器周期，具体根据具体指令而定。2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·时钟系统MCLKCPUSMCLKPeripheralsACLKPeripherals16MHzDCOMin.PulsFilterVLOOSC_Fault•超低功耗/低频振荡器（VLO）•4–20kHz(典型值12kHz)•500nA待机流耗•0.5%/℃and4%/V漂移•晶体振荡器（LFXT1）•片内集成可编程负载电容•故障保险OSC_Fault•脉冲滤波器•支持10kHz到50kHz外接低频晶振，典型值32.768kHz•外接高频振荡器（XT2）•支持400kHz到16MH外接高频晶振•数字控制振荡器（DCO）•0到16MHz•+3%容差•4个出厂校准值（保存在闪存中）时钟模块的默认状态：MCLK=DCOCLK≈1MHzSMCLK=DCOCLK≈1MHzACLK=LFXT1CLK≈32.768kHz（外接32768Hz晶振）XT2：关闭状态使用默认状态时无需对基本时钟模块进行编程，否则需进行基本时钟配置（配置寄存器）。2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·中断和GPIO2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·中断和GPIOP1DIR|=BIT6;//设为输出P1SEL|=BIT6;//P1.6第二功能选择//TA0.1,PWM输出P1DIR|=BIT6;//设为输出P1SEL|=BIT6;//P1.6第二功能选择//TA0.1,PWM输出P1DIR&=~BIT7;//设为输入才可用中断P1IES|=BIT7;//下降沿触发P1IE|=BIT7;//允许中断P1DIR&=~BIT7;//设为输入才可用中断P1IES|=BIT7;//下降沿触发P1IE|=BIT7;//允许中断输入寄存器PxIN输出寄存器PxOUT方向寄存器PxDIR功能选择寄存器PxSEL中断边沿寄存器PxIES中断使能寄存器PxIE中断标志寄存器PxIFG用于GPIO中断电阻使能寄存器PxREN功能选择寄存器2PxSEL2GPIO寄存器GPIO代码示例2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·中断和GPIOP1DIR|=BIT6;//设为输出P1SEL|=BIT6;//P1.6第二功能选择，TA0.1，可用于PWM输出P1DIR|=BIT6;//设为输出P1SEL|=BIT6;//P1.6第二功能选择，TA0.1，可用于PWM输出•每个引脚具有多项功能•在对应的寄存器设置相应的位2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·定时器和看门狗Compararator2CCICountModeSetTAIFGTACCR2ACLKSMCLKTACLKINCLKGNDVCCCCI2ACCI2BSetCCIFG2OutputUnit2CCR0SCCIYAENCCR1CCR2CaptureMode16-bitTimerTAR•异步16位定时/计数器•连续、增减、递增计数模式•PWM输出•捕获模式2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·定时器和看门狗•两种模式•看门狗•间隔定时器•访问受密码保护•两种模式具有不同的中断向量•时钟可由ACLK或SMCLK提供•控制RST/NMI引脚模式•WDT+增加了故障保护时钟16-BitCounterPasswordCompareEQUEQUR/WMDBWDTCTLControlRegister看门狗WDT+模块看门狗的主要功能是在软件问题发生后执行受控的系统重启。若设置的时间间隔结束，将产生一个系统复位。如果在某种应用中不需要安全装置功能，则该模块可被禁用或配置为一个间隔定时器或关闭。WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//关狗2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·ADC10和比较器•10位8通道SARADC•6个外部通道•内部通道：内部温度传感器、Vcc、外部参考源•采样速率200ksps+•转换时钟可选•四种自动扫描模式•单通道单次•多通道单次•单通道多次•多通道多次•内部或外部基准自由选择•可由TimerA触发•具有中断能力•自动处理的数据传输控制器（DTC）•自动断电模式RAM,Flash,PeripheralsS/H10-bitSARADC10SCTA1TA2TA0DirectTransferControllerVR-VR+AVCCAVSS1.5Vor2.5VAutoBattTempDirectTransferControllerDataTransferController2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·ADC10和比较器参考电压建立时间30uS采样保持时间可选转换需13个时钟周期可选的时钟脉冲源-ADC10OSC(约5MHz)-ACLK-MCLK-SMCLK采样定时2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·ADC10和比较器比较器A（Comparator_A）•8路•可选内部参考电压，也可从外部接入•软件可选的RC低通滤波器•多路输入选择•具有中断功能2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·串行通信•专为低功耗设计：•可从任意低功耗模式自动启动•两个专用模块：•USCI_A:UART或SPI•USCI_B:SPI或I2C•双缓冲发送(TX)/接收(RX)•波特率/位时钟发生器：•自动波特率检测•灵活的时钟脉冲源•接收(RX)干扰抑制•DMA被启用•错误校验SMCLKBaudRateGeneratorSerialInterfaceACLKSPIUARTIrDAUCxBitClockGeneratorSerialInterfaceACLKSMCLKI2CSPIUCBxCLKUCAxCLKUSCI_BUSCI_A7UCx4USCI2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·低功耗模式低功耗工作模式•最大限度地减少运行时间•最大限度地使系统处于低功耗模式•按功能需求进行中断程序设计（唤醒时间1μs）•始终工作的零功耗欠压复位（BOR）功能电路激活模式低功耗模式平均水平2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·低功耗模式CPUMCLKSMCLKACLK其他AM1111LPM00011LPM10011若在AM下DCO没被使用，DCO的DC生成器将被禁用LPM20001DCO的DC生成器保持启用LPM30001DCO的DC生成器被禁用LPM40000DCO的DC生成器被禁用，晶体振荡器被停止低功耗模式图MSP430单片机的典型电流消耗32768HzInterfaceMSP430G25532MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·低功耗模式voidmain(void){WDT_init();//初始化看门狗while(1){__bis_SR_register(LPM3_bits+GIE);activeMode();}}#pragmavector=WDT_VECTOR__interruptvoidwatchdog_timer(void){__bic_SR_register_on_exit(LPM3_bits);}每秒耗电量=LPM3+RTC_Function0.70µA+230µA*100µs1000000µs可用时长=Time1mA1µA100µA10µA//PartialRTC_Functionincrementseconds();incrementminutes();incrementhours();……////PartialRTC_Functionincrementseconds();incrementminutes();incrementhours();……//=0.723µA0.723µA*3600s/h210mAh=80682.3h=3361.7天≈9年2MSP430G2系列单片机介绍MSP430G2553·电容触摸textC1C2C3C4电容的变化当用手指或触笔接触上图所示触摸按键时•C3和C4的增大，导致C1+C2+C3||C4增大•从而导致触摸板充放电时间改变，检测这个改变，即检测出了按键的行为什么是电容触摸？接IO20引脚的MSP430G2553最都支持16路电容触摸按键。基于USB的集成型仿真器USB调试与编程接口无需驱动即可安装使用，且具备9600波特率的UART串行通信速度目标板支持所有采用PDIP14或PDIP20封装的MSP430G2xxx（41款）和MSP430F20xx（6款）器件仿真器和目标间的跳线连接单片机引脚全部引出蓝、绿两个LED可提供视觉反馈复位按钮普通按钮，可提供用户反馈电源引出外接低频晶振3MSP-EXP430G2LaunchPad实验板概述硬件介绍4G2一体化实验板简介该一体化实验板集成了多种实用外围电路，包括DA输出电路、负压产生电路、正弦波幅频特性测试电路、光照度检测电路、声强强度检测电路、温度测量电路、倾斜角测量电路、RS232和RS485通信电路、矩阵键盘与数码管显示电路、TFT液晶显示电路、直流电机驱动电路和触摸按键等电路。这些外围电路充分利用了MSP430G2系列单片机的内部资源，用户可以通过外围电路功能的实现来很好的掌握MSP430G2系列单片机内部资源的使用。对于MCU初学者设计自己的MCU外围电路来说，也起到了抛砖引玉的作用。同时本实验板还留出了核心板的所有接口，便于用户自己设计外接电路，给用户留有充分的发挥空间。4G2一体化实验板功能数码管显示矩阵键盘触摸板MSP-EXP430G2LaunchPad核心板直流电机驱动倾斜角检测温度测量RS232/RS485通信正弦波输入输出负压产生电路有源滤波放大滞回比较器全波整流光照度检测声音强度检测TFT液晶显示4培训课程安排注：○表示略有涉及；●表示完全涉及。实验GPIOTimerA/PWMADC10USCICompara