MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用

TI MSP430大学计划教材MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用利尔达策划沈建华杨艳琴翟骁曙编著清华大学出版社北京概述11.1单片微型计算机I1.1.1单片机的概念11.1.2单片机的特点才11.1.3单片机21.2 MSP430锣艸并机3121 MP430系列单片机的特点3122 MSP430系列单片机的发腹和应用51.3 MSP430系列单片机应用选型 61.3.1 MSP430系列单片机的命名规则61.3.2 MSP430系列单片机的选型7本章小结 .8思為題与习越9第2童MSP430单片机结构102.1 MSP430 结构概述 102.2 MSP430 系列产品 II221无LCD驱动系列产品 112.2.2 带LCD驱动系列产品 292.3 MSP430 CPU结构和特点412.4 MSP430存储器结构和地址空间442.4.1数据存储器4514.2 程序存储器 462.4.3 外围模块寄存器 48本章小结 50思考题与习题 50第3章 MSP430指令系统与程序设计523指令系统概述523-2 寻址方式573.3指令系统介绍 603.3.1数据传送类指令 61vniMSP43O系列16位Ifl低功耗粮片机原理与应用3.3.2数据运算类指令 663.3.3逻辑操作指令 753.3.4位操作掏令 813.3.5跳转与程序流程的控制类指令 823.4程序设计 863.4.1 程序设计基础863.4.2汇塢语言程序设计 873.4.3 C语言程序设计98本章小结 112思考题与习题113第4章MSP430单片乔内外00樓块1154.1时钟模块1154.1.1时钟模块设计要求1154.2MSP43OX1XX系列时钟模块 1164.1.3低速晶体按荡器 1174.1.4 高速晶体振荡器1184.1.5 DCO 振荡器 1184.1.6基础时钟模块应用举例1224.1.7 MSP430F4XX 系列时钟模块1234.2低功耗结构1314.2.1低功耗控制1314.2.2 系统工作模式 1324.2.3超低功耗事件駆动工作 1344.2.4低功耗应用原则 1364.2.5低功耗应用举例 1374.3 MSP430 种端口- 1384.3MSP430 端 口概述1384.3.2 瑞口 P1 和 P2 1394.3.3 瑞口 P3、P4、P5 和 P6 1424.3.4 瑞口 COM 和 S 1424.4 定时器 1424.4.1 MSP43O 定时功能及其实现 - 1424.4.2 看门殉定时器 1444.4.3 基本定时器 1484.4.4 16 位定时器A 15116位定时器B173目 录4.5MSP430液晶驱动模块1754.5.1液晶驱动模块概述 1754.5.2液晶驱动模块功能结构 1774.53 液晶驱动模块应用卒例:1834.6 锁件乘法器 :1864.7 FLASH 4储器模块 1894.7.1 FLASH 存储器结构 1894.7.2 FLASH存储澤的寄存器及操作 1914.75-MCSyrgSr操作举例 1974.8 比较器 A -1984.8.1比较器结构与操作 1984.8.2比较器A的寄存器2004.8.3比较器A应用举例 2024.9 DMA 控制器 2034.9.1 MSP430 DMA控制器结构与功能 2044.9.2 控制相关作 2Cy54.9.3 DMA 寄存器 211494 DMA 应用举例 2154.10 MSP430系列通用串行通信模块的异步模式 2174.10MSP430串行通信概述 2174.10.2异步操作2184.10.3异步通信寄存器 2254.10.4异步操作应用举例 2294.11 MSP43O系列通用审行模块的同步模式2314.11SPI 概述-2314.11.2 I 可步操作:2324.11.3同步通信寄存器 2354.11.4同步操作应用举例 2384.12 MSP430系列通用串行模块的1七模式2424.12.1 IC 概述 2424.12.2 化 模式 2444.12.3 Fc模块寄存器及相关操作 2484.12.4 IP应用举例2564.13 MSP430模数转换模块2584.13.1模数转换概述2584.13.2 ADC12结构259ADC12 奇存器 *261267273275275276277。2() 283 285键盘接口LED显示接口液晶显示接口常用LED驱动功車接口绅电器樂驼动接口290 290 290 i 298 301310 313 315 315 320328 334 337 337 3() 352 352附最A MSP430块空间分配3544.13.3 ADC12 轲换模式4.13.4 ADCI2应用举例4.14 MSP430的数模转换模块414.1 数模转換砒.4.14.2 DAC12结构与功能44. 4.4 DAC12 操作4. J4.5 DAC12应用举例本桑小*思考题匕习題第5章MSP430单片机应用5.1 MSP430常用接口设计5.1.15.1.25.1.35.1.45丄55.2 MSP430片内外围模块应用5.11定时器5.2.2比较器523 SPI同步操作5.2.4 A/D. D/A 和 DMA5.3 MSP430单片机应用设计举例5.3.1自校准变频电源532 超低功耗手持式电孑度 H 速度计w 本章小结.思考題与习题附录B集译内部憎溟信息 .380附录C397參考文家.432第1章概 述1.1单片微型计算机1.1.1单片机的概念微型计算机（微机）具有体积小、价格低、使用方便、可靠性高等一系列优点， 因此一问世就显禾出强大的生命力，被广泛用于IB防、工发业生产和商业管理等领域 特别是近年来微处理器的高速发展.使其已灌透到人类生活的各个领域，给人类世界 带来了难以估量的变革纵观微处理器的发展.可以明显地看出其正朝着两个方向进行： 一是朝看面向数据运算.信息处理等功能的系统机方向发展。系统机以速度快、 功能强、存储量大、软件丰官、输入/输出设备齐全为主要特点.采用高级语言编 程.适用于数据运算、文字信息处理；人工智能.网络通信等场仓. 另一方面.在有些应用领域中.如智能化仪器仪表.电讯设备、自动控制设备 汽车乃至家用电器等.要求的运算、控制功能相对并不很复杂.但对体积.成本、 功耗尊的要求却比较苛刻。为适应这方面的需求产生了一种将中央处理器存 储器 I/O接口电路以及连接它们的总线都集成在一块芯片上的计算机.即所谓的 暇片微型计算机简称跟片机（Single Chip Microcomputer） 单片机在设计上主 要突出了控制功能.调整了接口配置.在单一芯片上制成了结构完整的计算机. 因此，单片机也称为微控制器（MCU） 单片机分为通用型和专用型两大类.通常所说的单片机和車书介绍的MSP430系列单 片机都是指通用型3片机.通用型3片机是把可开发的资源全部提供给使用者专用型的 单片机也叫专用微控制器.是针对某些应用专门设计的.例如频率合成调谐录音机机 芯控制器.打印机控制器等.1.1.2单片机的特点单片机具有如下特点： 小巧灵活、成本低、易于产品化它能方便地组装成各种智能式控制设备以及各 种智能仪雑仪表。面向控制能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务.因而能获御最佳性 价比.MSP43O系列16位超低功耗单片机険理与应用 抗干扰能力强.适应温度范田宽.在务种恶劣环境卜都能町靠地工作.这是其他 机型无法比拟的。 可以很方便地实现爭机和分布式控制.使整个系统的效率和可靠性大为捉高.青名的半导体厂商一施国德州仪器（TO在20世纪70年代首先推出了 TMS1000系 列4位单片机20世纪80年代到90年代.国内主耍使用Intel的MCS51系列和Motorola 的68HC系列8位单片机.目能主要的单片机厂商还有Atmck Microchip. Philips等单片机由于应用面广，生产批大而使成本低廉（目前最低价格为每片3-5元人民币九 系统结构简单而使可靠性增加.采用CMOSI艺大大降低了功耗。因此单片机问世之后很 快成为微型计算机的一个垂要分支.发展极为迅速。从4位 8位、16位到32位单片机种 类已有数百种.全世界去年销售蛊己达数亿片1.1.3单片机的应用敢片机可以应用到人类生活的各个领域中去.以下列出的都是单片机应用比较活跃的 钱域： 工业控制：单片机的结构待点决定了它特别适用于各种控制系统.它既可以作单 机控制器.又可作为多级控制的就沿处理机用于控制系统，应用领域相当广泛. 例如.在通用工控中.可用于各种机床控制.电机控制.工业机器人.各种生产 线、各种过程控制、各种检测系统等,在军事工业中.可用于导弹控制.免密制导控制、智能武常装58、組天导航系统尊：在汽车工业中可用于点火控制、变 速器控制、防滑刹车、II气控制等 智能化的仪器仪衷：单片机用于包括温度湿度、流量、流速.电压.频率、功 車.厚度、角度、长度.酸度.元素测定尊各类仪器仪茨中.使仪器仪哀数字化. 钾能化、微盤化.功能大大提髙 日常生活中的电器产单片机可用于电子秤、录像机录音机、彩电、洗衣机、 高级电子玩具、冰箱.照相机.家用多功能报警器等a 计算机网络与通信方i：单片机可用BIT BUS. CAN.以太网等构成分布式网络 系统.还可以用于调制解调器.各种皆能通借设备（例如小型背负式通信机、列 车无线通信尊）.无线遥控系统等 计算机外部设备：单片机可用于温氏枝盘驱动器、微型打印机图形终端.CRT 显示響等.总之.单片机具右体枳小.功能强、价格便宜等优点，是微机应用产品化的最佳选择。 单片机的出现也改变了传统的电路设计方法.过去经常采用模拟电路.脉冲电路.组合逻 辑实现的电路系统.現在相当-部分可以用各种单片机（或叫做微控制器）予以取代传 统的逻辑设计方法止在演变成软件和便件相结合的方法.许多电路设计何越将转化为程序 设计问题1* 述31.2 MSP430糸列单片机MSP430系列单片机是吳国篦州仪器（TI） 1996年开始推向市场的一种16位超低功 耗的混合信号处理器（Mixed Signal Processor） 称Z为混合信号处理器.主耍腿由于其针 对实际应用需求.把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上.以提供“单 片”解决方案1.2.1 MSP430系列单片机的特点虽然MSP430系列单片机推出时间不是很长.但由于其卓越的性能.在短短几年时间 里发展极为迅速，应用也日觀广泛。MSP430系列单片机针对各种不同应用.包括一系列 不问型号的器件主要特点有I1. 超低功耗MSP430系列单片机的电源电压采用1.8-3.6V低电压.RAM数据保持方式下耗电仅 0.1mA.活动模式耗电250gA/MIPS （MIPS：每秒百万条指令数）,I/O输入端口的漏电流 最大仅50nAeMSP430系列单片机有独待的时钟系统设计.包括曲个不同的时钟系统：基本时钟系 统和锁频环（FLL和FLL+）时钟系统或DCOft字振荡器时钟系统.由时钟系统产生CPU 和各功能模块所需的时钟.并且这些时钟可以在指令的控制下打开或关闭.从而实现对总 体功耗的控制由于系统运行时使用的功能模块不同.即采用不同的工作模式.芯片的功 耗有明显的差异在系统中共有一种活动模式（AM）和住低功耗模式（LPMBLPM4另外.MSP430系列单片机釆用矣量中斯支待十莪不审断源.并可以任意嵌套.用 妙谓求将CPU唤雇只宴6目通过合理编程.既以降低系统功耗.又可以对外部事件请 求作出快速响应.在这里.需要对低功耗问題作一些说明J首先.对一个处理器而盲.活动模式时的功耗必须与其性能一起来考察、衡1L忽略 性能来看功耗是片面的.在计算机体系结构中.是用W/MIPS （瓦特/百万指令每秒来衡 最处理器的功耗与性能关系的.这种标称方法是合理的.MSP43O系列銀片机在活动模式 时耗电25OJ1A/MIPS.这个指标是很高的（传统的MCS51单片机约为10-20nvVMIPS） 其次.作为一个应用系统.功耗是寢个系统的功耗.而不仅仅是处理器的功耗.比如. 在一个有多个输入信号的应用系统中.处理器输入瑞口的瀕电流对系统的耗电老响就较大 1. MSP43O收片机输入端口的漏电漁最大为50nA,远低于其他系列舉片机（般为1- 1（H1A） 另外.处理器的功耗还耍看它内部功能模块是否可以关闭.以及模块活动情况下的耗 电.比如低电圧监测电路的耗电等还耍注意.有些单片机的某些倉数指标中.虽然典型 值町能很小.但嚴大值和典型值相羞数十倍.而设计时要考虔到最坏情况.就应该关心參MSP43O系列16位超低功耗8片机廉理与应用数怀称的鼓大偵.而不是典型值总体而言.MSP430系列单片机增称目前世界上功耗最 低応单片机.其应用系统可以做到用一枚电池使用10年.2-axw处理能力MSP43O蔡列单片机是16位单片机，采用了目前流行的.颇受学术界好评的费指令 （RISC）结构，一个时钟周期可以执行一条指令（传统的MCS51敝片机娶12个时钟周 期才可以执行一条於）.使MP430在MHz晶撮工作时.指令速度可达8MIPS （注意: 同埠8MIPS的折令速度.在运算性能上16位处理器比8位处理器高远不止两倍） TI不 久还将推出25-3OMIPS的产品同时，MSP430系列承片机中的某些型号.采用了一般只有DSP中才有的16位多功能 硬昨乘法器.硯件乘加积之和）功能、DMA锌 系列先进的体系结构.大大增强了它 的数据处理和运算能力.可以有效地实现-些数字信号处理的算法（如FFT. DTMF等）. 这沖结构在其他系列单片机中尚未使用.3. 高性能模拟技术及丰富的片上外围模块MSP430系列单片机结合TI的高性能模拟技术.各成员都集成了较丰富的片内外设. 视型号不同可能组合有以下功能模块：看门狗（WDT.模拟比较器A定时器A（TimcjA）. 定时器B （Timcr.B） 小口 0, 1 （USART0. 1）,枝件乘法器.液晶驱动器r 10712/14 位ADC, 12位DAG 1七总线.宜接数据存取（DMA）.瑞口 Z （P1-P6）,基本定时 器（Basic Timer）等其中看门狗可以在程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较.配合定 时器.可设计出髙精度（10-11位）的A/D转换16位定时器（TimejA和TimcjB） 具有捕获/比较功能；大量的捕获/比较奇存器.可用于事件计数.时序发生、PWM等；多 功能串口（USART）可实现异步.同步和PC串行通信.可方便地实现多机通信等应用$ 具有较多的0瑞口.最多达68条I/O 口线，I/O输出时.不件是潅电流还是拉电流.毎 个瑞口的输出晶体管都能够限制输出电流（凤大约6mA） 保证系统安全：Pl. P2端口能 够接收外部上升沿或下降沿的中断输入:12位A/D转换器有较髙的转换速率.圮高可达 200Ksps,能够满足大多数数据采集应用：LCD驱动模块能直接驱动液晶多达160段；F15X 和F16X系列有两路12位高速DAC.可以实现自接数字波形合成等功能：便件PC申行总 线接口可以扩展FC接口器件：DMA功能可以提高数据传箱速度.减轻CPU的负荷.MSP43O系列单片机的丰富片内外设.在目前所有Z片机系列产品中是非常突出的. 为系统的单片解决方案提供了极大的方便.4. 系统工作稳定上电复位后.首先由DCO.CLK J0动CPU.以保证程序从正确的位艮开始执行.保证 晶体振荡器有足够的起振及稳定时间然后软件可设置适当的寄存器的控制位来确定最后 的系统时钟频率.処果晶住振荡罔空用做CPU时钟MCLK时发生故障QCO金冃动雯h 终保证系卷正常工祚.曲结构和侖机制玉目前务索列单片机中是绝无仅亦T前. NiP负汞列両机均为工业级器件运行环境温度为40+85-C,运行稳定、可靠性高. 所设计的产品适用于各种民用和工业环境.5. 方便髙效的开发环境H前MSP430系列有OTP屯、FLASH型和ROM型3种类型的器件.国内大量使用的第1章權 述5杲FLASH型这些器件的开发手段不同.对于OTP型和ROM型的器件是使用专用仿真 器开发成功之后再烧写或掩膜芯片对于FLASH型则有十分方便的开发调试环境.因为器件片内有JTAG调试接口.还育 可曳擦弓的FLASH存储器因此采用先通过JTAG接口下钱丽到FLASH内，庙（fa JTAG 接口控制程序运行、读取片内CPU状杰.以及存储器内容爭信息供设计者调试.整个开发 （编译、调试）都可以在同一个软件集成环境中进行这种方式只需要一台PC机和一个 JTAG调试器.而不需要专用仿真器和塢稈器。开发语言有汇编语古和C语言.目前较好 的软件开发工具是IAR Workbench V2.10.这种以FLASH技术、JTAG调试.集成开发环境结合的开发方式具有方便、廉价、 实月等优点.在单片机开发中还较为少见.苴他系列单片机的开发一般均需褻专用的仿真 器或编程器.另外.2001年TI公可又公布了 BOOTSTRAP技术.利用它可在保密熔丝烧斷以后，只 耍几根硬件连线.通过软件口令字（密码） 就可更改并运行内部的程序.这为系统固件的 升级提供了又一方便的手段.BOOTSTRAP具有很高的保密性，口令字可达32个字节长度.1.2.2 MSP430系列单片机的发展和应用TI公司从1996年推出MSP430系列开始到2000年初.推出了 33X、32X、31X尊几 个系列 MSP430的33X、32X. 31X等系列具有LCD驱动模块.对提高系统的集成度较 有利.每-系列有ROM型（C） OTP型（P）和EPROM型（E）竽芯片 EPROM型 的价格昂贵.运行环境温度范围窄.主要用于样机开发.这也表明了这几个系列的开发模 式，即用户可以用EPROM型开发样机.用OTP型进行小批就生产.而ROM型适应大批 量生产的产品 MSP430的3XX系列.在国内几乎没有使用随着FLASH技术的迅速发展.TI公司也将这一技术引入MSP430系列肌片机中 2000 年推出了 F11X/11X1系列.这个系列采用20 WM装.内存容意、片上功能和I/O引脚数比 较少，但是价格比较低廉庄2000年7月推出了带ADC或硬件乘法器的F13X/F14X系列. 在2UUI年7月到2002年乂相继推出了带LCD控制器的F41X. F43X、F44X.TI在2003到2004年期间推出了 F15X和F16X系列产品.在这一新的系列中，有了 两个方面的发展-是増加了 RAM的容IL如F1611的RAM容*增加到了 10KB.这样 就可以引入实时援作系统（RTOS）或简单文件系统尊.二是从外围模块来说.增加了 PC. DMA、DAC12 和 SVS 零模块.另外.TI在2004年下半年推出了 MSP430X21X系列，该系列是对MSP430X1XX片 内外设的进一步精简.价格低廉.适合做一些简单应用近两年.TI公司针对某些特殊应用领域.利用MSP430的趙低功耗待性.还推出了一 些专用单片机.如专门用于电量计*的MSP430FE42X.用于水表、气费 热表等具有无破 传感模块的MSP430FW42X,以及用于人体医学监护（血糖、血压.脉搏等）的MSP430FG42X 单片机.用这些单片机来设计相应的专用产品.不仅具有MSP430的超低功耗特性.还能 大大简化系统设计.根据TI在MSP430系列单片机上的发展计划.在今后将陆续推出性能更高功能更强mi* 述7的F5XX系列.这一系列单片机运行速度可达25-30MIPS,并具有更大的FLASH （128KB） 及更丰富的外设接口（CAN、USB等）MSP430系列单片机不仅可以应用于许多传统的单片机应用镀域.如仪器仪衣.自动 控制以及消费品领域.更适合用于一些电池供电的低功耗产品.如能置表（水表电表. 气表等）、手持式设备、智能传感器等以及需要较高运算性能的智能仪器设备。1.3 MSP430糸列单片机应用选型1.3.1 MSP430系列单片机的命名规则MSP430系列紙片机种类繁多，在介绍应用选型之前.需耍先了解MSP430系列单片 机的命名规则如图11所示停“cOMrOTP pFLASH6EPWOMUUSERII事.mu12口ISADCU14ADCQISDMA.DA.ADCUl.ADCO.lXtX4Wa44ADCU.iXXX, “输flB*o1l324)1412S!4”712 fW祕DOVTvwnoFWTorw OASmaMrrwQfT 0 qw omreQFFIQO OJfwn.mstMSX1】上r-J.Am bl MSP43O系列单片机的名规则以MSP430F449为例.瓦中F代表FLASH44代表片内具有ADC12. LCD和硬件乘法器等外圉部件.9代表存储容为60KB.其中各种类型存储器特性如表1-1所示.14MSP430FE42516KBSI2BI6M128J5MQFP14MSP43QFE42732KBIlKB16tmIM件丨V456*QtT14MSM30FW4238KB5I2B16tm96J10MQFP48MSIM90FW42516KB512Bi6tm96软件J10MQFP4SMSP430FW42732KB1KBI6bic96软件J10MLQH48MSM3OF43516KB5I2Bl2Wt160件1J8MM 00LQFP48MSJM3OF43624KBIKBI2Hi160J8KM 00LQFP48MSM30F43732KB1KBI2M160J8KM 00LQFP48MSP4MK44732KBIKBI2tm160件2JJ12100LQFP48MSP4MF44*48KB2KBI2bit160件2JJ12IOOLQFP48MSJM30F44960KB2KBI2bit160變件2JV12100LQFP48Uope M边 ADC./t产品中含有对应件.Hefti软畀方式实垠*行11信*件，M件奧件h片内含有个#*tf侦樓块. 件2片内含有两个件期行信恢.随右大規模集成技术.计算机科学的迅速发展，以及广泛应用领域的迫切需求.单片机 脱潁而出并逐渐形成微型计算机发展中的一个車要分支敢片机在性能上突出“控制功能”, 具有一系列与之配合的特点T1的MSP430系列单片机具有超低功耗、处理能力强大、片内外设丰SL系统工作稳 定.开发环境便捷竽显苦优势和其他类型单片机相比具有更好的使用效果、更广泛的应第I章櫃 述9用前并且其产品线较广能够解决很多其他类型单片机不能解决的问题.本章讲述单片机的概念.待点和应用领域.MSP43O系列单片机的特点.发展和应用 概况.通过本章的学习.能够初步了M MSP430系列单片机特点和应用.从而为后续章节 的学习打下良好基础.1. 微处理器的发展方向足仆么？2. 缜片机的概念是什么？3. 单片机和我们通常所用的微型计算机有什么区别和联系？4. 草片机常见的应用领域有哪些？5. 如何理解MSP430系列輦片机的“单片”解决能力？6. MSP430系列敢片机最显著特性是什么？7. 如何理解MSP43O系列单片机的低功耗转性？8为什么MSP430系列单片机特别适用于电池供电和手持设备？9.如何理解MSP430系列单片机的强大处理能力？10在开发环境方面.MSP430系列单片机和传统单片机相比.令哪些显苦优势?】1构成MSP430系列单片机的各类存储器有什么特点？各自适用于哪些场合？12. MSP430系列单片机应用选型的依据是什么？第2章MSP430单片机结构单片机在结构上突破了典型微机按逻辑功能决定芯片结构和侧饭于数据处理的传统囲 想，将构成计算机的中央处理器、存储器.I/O模块.相关接口电路以及连接它们的总线集 成在一块芯片上.在众多的跟片机中，磚州仪器的MSP430系列单片机的结构颇具转色. 并具有良好的性能.MSP430系列趙低功耗单片机由针对各种不同应用目标.具冇不同外 围嘆块的系列芯片组成本章将介绍MSP430各系列产品以及MSP430系列脈片机中CPU.存诂器和外国楔块的结构与组织方式。2.1 MSP430结构概述MSP430系列单片机结构如图2-1所長阳2-1 MSP430系列单片机结构从图21中可以看出，MSP430系列单片机的结构具有以卜明显待征： 16位CPU通过总线连接到存储器和外围模块 宜接嵌入仿史处理.具有JTAG接口. 多时钟能够降低功耗.多总线能够降低噪声.】6位数据宽度.数据处理更为有效MSP430系列单片机包含以下主要功能部件*1. CPU： MSP430系列单片机的CPU和通用微处理器基本相同.只堤庄设计上采用了 面向控制的结构和指令系统。MSP430的内核CPU结构是按照帝简指令集和髙透明的宗旨第2章MSP43O单片机结构11而设计的.使用的指令有硬件执行的内核捋令和基于现有硬件结构的仿真指令.这样可以 提高指令执行速度和效率.増强MSP430的实时处理能力.2. 存储器：存储程序、数据以及外围模块的运行控制信息有程序存储器和数据存储 器.对程序存储器访问总是以字的形式取得代码.而对数据可以用字或字节方式访问。其 中MSP430各系列单片机的程序存储器有ROM. OTP. EPROM和FLASH型.3. 外帼模块：经过MAB、MDB.中断腿务及请求线与CPU相连。MSP430不同系列 产品所包含外围模块的种类及数目可能不同它们分别是以下一些外围模块的组合，时钟 模块看门狗.定时器A.定时器B.比较器A,串口 0、1.硬件乘法器.液品驱动器. 模数转换数模转换.端口基本定时器.DMA控制器等.关于各种外围模块的结构.功 能及使用方式请翁见本书第4產.2.2 MSP430 糸列产穗州仪器(TI)的MSP430系列单片机种类齐全.用户可以根据应用需求选择合适的 芯片.总的来说.MSP430系列单片机可以分成两类：片内无段式LCD驱动的系列产品和 片内有段式LCD驱动的系列产品.2.2.1无LCD驱动系列产品片内无段式液晶驱动模块的产品主要是MSP430X1XX和MSP430X2XX系列，这两个 系列构成应用系统时，性价比高，使用方式灵活，控制简单，其中MSP430X1XX是TI品 种最多的一个系列.实际中应用很广.MSP430X1XX系列又可细化旳MSP430X11X系列; MSP430X12X 系列；MSP43OX13X 系列：MSP430X14X 系列；MSP430F15/16X 系列.上 述各系列的结构和转点不同.接下来对它们进行详细介绍.I. MSP430X11X 列(1)特点 电源电压范围：1.8-3.6V。超低功耗：3pA 4 kHz, 2.2 V：160gA 1 MHz. 22 V. 5种节电模式：尊待方式0.7jiA；RAM保持的节电方式O.lpA.从等待方式唤饉时间小于6戶 16位RISC结构.125ns指令周期.基本时钟模块配置：多个内部电阻.一个外部电RLMSP430 M列16位超低功耗单片机股理与应用32kHzift 体：高频率晶体$谐摄器：外部时钟源配合外部器件可构成单斜边A/D转换器. MSP430F1132内育10位200Kbps的A/D转换器，自带釆样保持.具有3个捕获/比较寄存器的16位定时器.保密熔丝的程序代码保护.该系列产品型号众多，ROM 型：MSP43OCllllt MSP43OC1121iOTP 型：MSP43OP112;FLASH 型：MSP430F110, MSP430F1101, MSP43OF1101A, MSP43OF1111A,MSP430F112, MSP430F1121, MSP430F1121 A, MSP430F1132：EPROM 型：MSP430E112U（2）结构本书的结构框图摘自T1的数据手册。MSP430X11X系列敏片机结构如图2-2所示。Fl MJTATICMa 0 CCtaXOftl2,voMXK-*SMCTK JJNOKIN TOUT tt图22 MSP43OX11XM列单片机绘构2个TwirrM/T MiKB ROM，Rm* INFOVBOMU注：MSP430X11X系列各产品因塑号不同所以其具体结构和图22所示的可能存在细微 屋别.（3）引脚MSP430X11X系列单片机的引脚如图2-3所示其引脚说明如衣2-1所示.第2您MSP430单片机络构13注：本节列出MSP430各系列单片机的引脚供用户应用设计时关于引脚说明部分， 怡合本韦第4章各其体外S)模块.学习效果更佳.由于MSP430系列单片机片内资源 丰窗.需要众:多引腾，受芯片引腾敷限创.很多引腾具有夏用功能IO2021931841751661571481391210IITEST/VPPCE VccH PIVRotcH VCC XOUT/TCLKCC _ XINCH RST/NMICC P2.0/ACLK H P2.I/INCLKCIZ P2.2HA0CX：PLVTA(yTMS P14SMCLK/TCK P13TA2 P1.2/WP1.1/TA0 PI.OTTACLKP2.VTA2 P2MA.工 PI.7/TA2mxyiDI 工P】6/TA：OD 工 工 RA A图23 MSP43OX11XM列单片机引R2-i msp43oxiixm列片机引wmm引wVO说朗名a序号PIOTTACLK13VO通用数字I/O引Wmn)e A. TACLK时件伯号输入Pl.l/TAO14I/O通用敕字I/O引捕获；CCI0A输入.比较： OUTOWI 出P1.2/TA115I/O通用数字I/O引待/1心丄捕获CCI1A输入.比较； OUT1输岀P1.3/TA216VO通用败字I/O引/Tkrcr_A,捕获CC12A输入，比较， OUT2敘出P1.4/SMCLK/TCK17I/O通用数字I/O引W/SMCLK g号输出腐试时钟用于据 件編稈和测试的时钟软入增P15nA0/TMS18VO11用数字I/O引M/TiirerJK.比较* OUTO输出/试方 式迭择.累件编程和測试输入端P1.6TTA1/TDI19I/O通用敷字I/O引W/TlrrerA.比OUT1出/测试数18输入罐P1.7/TA2HTXVTDI20I/O通用效字I/O引WmrrcrJK.比较：OUT2输出曲试徽 据输入时数据卷入堵P2.(ACLK8VOit用数字I/O引脚/ACLK 出ISP2.1/INCLK9I/Oil用效字I/O引脚/TFer-A. INCLK时钟侑号P12/TA010VOM用数字I/O引脚/7g_A捕抓CCI0B 入.比较* OUTO输出PlVTAl11VO通用致字I/O引Mmirer,比较 OUT1输出P24/TA212uo通用效字I/O引/nfrc A比较：OUT2WI岀P25/R3VO通用效字I/O引御/外接一电阻用以暁定DCO的工作疑率#MSP430系列16位超低功耗单片机康理与应用续表引NO说期名称序号RST/NMI71复位信号入/不可屏簸中斷细入TEST/VPP1I用于端口 1的JTAG引脚的测试方式选择Vcc2电源引入靖Vs$4电源地XIN61晶体抿路场连接增XOUT/TCLK5I/O品体箕落1愉出測试时许冷入境2. MSP43OX12X 系列（1）特点低电源电压范国，1836V超低功耗：3pA 4 kHz. 2.2 V：200nA 1 MHz. 2.2 V. 5种节电模式：等待方式0.7nA： RAM保持的节电方式0.1 hA227y26425S24623?22a21g201019ii!121?IJ16H15Hl PI MAMDO/TIM HJ PISM7HX:PIMAKTMS PI ASMCLHTCK PiyiAZR P1MAIzn pi.i/tmR PI OACLKHl P2AICA2工 P2MCADTAI zn pi.7R P3.6P35*URXD0P3AVTXD0图2Y MSP430X12X系列单片机结构图2-5 MSP43OXI2X系列单片机引lMSP430X12X系列单片机引如说明如表2-2所長衰22 MSP430X12X系列单片机引瞒说阴引脚I/O说明名称停号PLOTTACLK21I/O通用歡字I/O引W/Time.A. TACLK时钟信号输入PLlfTAO22I/O通用数字I/O引脚/Timer.A.捕获：CCI0A输人 比较：OUTO 输出P1.2/TA123VO通用数字I/O引脚/Timer.A.捕获，CC11A输入.比较，OITTI 输岀17MSP430系列16位jtfl低功耗单片机原理与应用续农引I/O说绢名称序号PI.3HA224I/O通用fit字UO引W/Timer_A,捕获 CCI2A输入，比较：OUT2 输出P1.4/SMCLK/TCK25VO通用敬字UO引W/SMCLK 号输出/测试时钟.用于器件編 程和测试的时钟输入瑞P1.5/TA0/TMS26VO通用数字UO引W/HmecA,比较：OUTO输出/测试方式选 择器件須程和测试辕入端P1.6HA1/TDI27uo通用數字I/O引W/Timer_A.比较，OUTI输岀/试数据输 入増PL7fTA2mxyrDi28I/O通用数字I/O引脚/Timer.A.比枝OUT2 *岀斶试数据输 入咖程时数据输入竣P2.0/AUJC8yo通用数字I/O引W/ACLK输出端P2.1/INCLK9VO通用散宇I/O引脚/Timer-A, INCLK时件倍号P2.2/CAOUT7TAO10I/O通用散字I/O引M/Timer.A.捕倫CC10B输入.比密OUTO 編出P2.3/CAQHA119I/O通用数字I/O引W/Timer_A,捕获：CCIIB输入.比较，OUT1 出P2.4/CA1HA220uo通用散字I/O引W/Timcr.A,比较：OUT2输出P2.5/R*3uoii用数字I/O引卿/外接一电阻用以确定DCO的工作鎭率P3.0/STE011uo通用數字I/O引卿/从JR传软使能* USARTWSP1模式P3 1/SIMOO12I/O通用数字I/O引W/USARIX)的从输入.主输出或SPI樓式P3.2/SOMIO13I/O通用敷字I/O引W/USART0的从细出、主愉入或SPI模成P3.3AJCLKO14VO通用數字I/O引脚/外部时钟输入USARTtVUART或SPI 模式.时许输出 SARTCVSPIffi式P3.4ATTXD015I/Oil用敷字UO引腾/发迖据输出USARIWUART模式P3.5/URXDO16I/O通用散字I/O引脚/接收数抠输入一 SARTWUART模式P3.617uo通用数字I/O引脚P3.718I/O通用数字I/O引脚RST/NMI7I复位信号入/不可屏蔽中斷辙入TEST1I用于増口 1的JTAG引詳的测试方式选择Vcc2电引入犒V4电源地XIN61品体振荡