MSP430系列flash型超低功耗16位单片机MSP430系列单片机在超低功耗和功能集成等方面有明显的特点。该系列单片机自问世以来，颇受用户关注。在2000年该系列单片机又出现了几个FLASH型的成员，它们除了仍然具备适合应用在自动信号采集系统、电池供电便携式装置、超长时间连续工作的设备等领域的特点外，更具有开发方便、可以现场编程等优点。这些技术特点正是应用工程师特别感兴趣的。《MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机》对该系列单片机的FLASH型成员的原理、结构、内部各功能模块及开发方法与工具作详细介绍。MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机 目录 第1章 引 论1.1 MSP430系列单片机1.2 MSP430F11x系列1.3 MSP430F11x1系列1.4 MSP430F13x系列1.5 MSP430F14x系列第2章 结构概述2.1 引 言2.2 CPU2.3 程序存储器2.4 数据存储器2.5 运行控制2.6 外围模块2.7 振荡器与时钟发生器第3章 系统复位、中断及工作模式3.1 系统复位和初始化3.1.1 引 言3.1.2 系统复位后的设备初始化3.2 中断系统结构3.3 MSP430 中断优先级3.3.1 中断操作--复位/NMI3.3.2 中断操作--振荡器失效控制3.4 中断处理 3.4.1 SFR中的中断控制位3.4.2 中断向量地址3.4.3 外部中断3.5 工作模式3.5.1 低功耗模式0、1（LPM0和LPM1）3.5.2 低功耗模式2、3（LPM2和LPM3）3.5.3 低功耗模式4（LPM4）22 3.6 低功耗应用的要点23第4章 存储空间4.1 引 言4.2 存储器中的数据4.3 片内ROM组织4.3.1 ROM 表的处理4.3.2 计算分支跳转和子程序调用4.4 RAM 和外围模块组织4.4.1 RAM4.4.2 外围模块--地址定位4.4.3 外围模块--SFR4.5 FLASH存储器4.5.1 FLASH存储器的组织4.5.2 FALSH存储器的数据结构4.5.3 FLASH存储器的控制寄存器4.5.4 FLASH存储器的安全键值与中断4.5.5 经JTAG接口访问FLASH存储器39第5章 16位CPU5.1 CPU寄存器5.1.1 程序计数器PC5.1.2 系统堆栈指针SP5.1.3 状态寄存器SR5.1.4 常数发生寄存器CG1和CG25.2 寻址模式5.2.1 寄存器模式5.2.2 变址模式5.2.3 符号模式5.2.4 绝对模式5.2.5 间接模式5.2.6 间接增量模式5.2.7 立即模式5.2.8 指令的时钟周期与长度5.3 指令组概述5.3.1 双操作数指令5.3.2 单操作数指令5.3.3 条件跳转5.3.4 模拟指令的简短格式5.3.5 其他指令第6章 硬件乘法器6.1 硬件乘法器6.2 硬件乘法器操作6.2.1 无符号数相乘(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.2 有符号数相乘(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.3 无符号数乘加(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.2.4 有符号数乘加(16位×16位、16位×8位、8位×16位、8位×8位)6.3 硬件乘法器寄存器6.4 硬件乘法器的软件限制6.4.1 寻址模式6.4.2 中断程序6.4.3 MACS第7章 基础时钟模块7.1 基础时钟模块7.2 LFXT1与XT27.2.1 LFXT1振荡器7.2.2 XT2振荡器7.2.3 振荡器失效检测7.2.4 XT振荡器失效时的DCO7.3 DCO振荡器7.3.1 DCO振荡器的特性7.3.2 DCO调整器7.4 时钟与运行模式7.4.1 由PUC启动7.4.2 基础时钟调整7.4.3 用于低功耗的基础时钟特性7.4.4 选择晶振产生MCLK7.4.5 时钟信号的同步7.5 基础时钟模块控制寄存器7.5.1 DCO时钟频率控制7.5.2 振荡器与时钟控制寄存器7.5.3 SFR控制位第8章 输入输出端口8.1 引 言8.2 端口P1、P28.2.1 P1、P2的控制寄存器8.2.2 P1、P2的原理8.2.3 P1、P2的中断控制功能8.3 端口P3、P4、P5和P68.3.1 端口P3、P4、P5和P6的控制寄存器8.3.2 端口P3、P4、P5和P6的端口逻辑第9章 看门狗定时器WDT9.1 看门狗定时器9.2 WDT寄存器9.3 WDT中断控制功能9.4 WDT操作第10章 16位定时器Timer_A10.1 引 言10.2 Timer_A的操作10.2.1 定时器模式控制10.2.2 时钟源选择和分频10.2.3 定时器启动10.3 定时器模式10.3.1 停止模式10.3.2 增计数模式10.3.3 连续模式10.3.4 增/减计数模式10.4 捕获/比较模块10.4.1 捕获模式10.4.2 比较模式10.5 输出单元10.5.1 输出模式10.5.2 输出控制模块10.5.3 输出举例10.6 Timer_A的寄存器10.6.1 Timer_A控制寄存器TACTL10.6.2 Timer_A寄存器TAR10.6.3 捕获/比较控制寄存器CCTLx10.6.4 Timer_A中断向量寄存器10.7 Timer_A的UART应用 第11章 16位定时器Timer_B11.1 引 言11.2 Timer_B的操作11.2.1 定时器长度11.2.2 定时器模式控制11.2.3 时钟源选择和分频11.2.4 定时器启动11.3 定时器模式11.3.1 停止模式11.3.2 增计数模式11.3.3 连续模式11.3.4 增/减计数模式11.4 捕获/比较模块11.4.1 捕获模式11.4.2 比较模式11.5 输出单元11.5.1 输出模式11.5.2 输出控制模块11.5.3 输出举例11.6 Timer_B的寄存器11.6.1 Timer_B控制寄存器TBCTL11.6.2 Timer_B寄存器TBR11.6.3 捕获/比较控制寄存器CCTLx11.6.4 Timer_B中断向量寄存器第12章 USART通信模块的UART功能12.1 异步模式12.1.1 异步帧格式12.1.2 异步通信的波特率发生器12.1.3 异步通信格式12.1.4 线路空闲多机模式12.1.5 地址位多机通信格式12.2 中断和中断允许12.2.1 USART接收允许12.2.2 USART发送允许12.2.3 USART接收中断操作12.2.4 USART发送中断操作12.3 控制和状态寄存器12.3.1 USART控制寄存器UCTL12.3.2 发送控制寄存器UTCTL12.3.3 接收控制寄存器URCTL12.3.4 波特率选择和调整控制寄存器12.3.5 USART接收数据缓存URXBUF12.3.6 USART发送数据缓存UTXBUF12.4 UART模式，低功耗模式应用特性12.4.1 由UART帧启动接收操作12.4.2 时钟频率的充分利用与UART的波特率12.4.3 多处理机模式对节约MSP430资源的支持12.5 波特率计算 第13章 USART通信模块的SPI功能13.1 USART同步操作13.1.1 SPI模式中的主模式13.1.2 SPI模式中的从模式13.2 中断与控制功能 13.2.1 USART接收/发送允许位及接收操作13.2.2 USART接收/发送允许位及发送操作13.2.3 USART接收中断操作13.2.4 USART发送中断操作13.3 控制与状态寄存器13.3.1 USART控制寄存器13.3.2 发送控制寄存器UTCTL13.3.3 接收控制寄存器URCTL13.3.4 波特率选择和调制控制寄存器13.3.5 USART接收数据缓存URXBUF13.3.6 USART发送数据缓存UTXBUF第14章 比较器Comparator_A14.1 概 述14.2 比较器A原理14.2.1 输入模拟开关14.2.2 输入多路切换14.2.3 比较器14.2.4 输出滤波器14.2.5 参考电平发生器14.2.6 比较器A中断电路14.3 比较器A控制寄存器14.3.1 控制寄存器CACTL114.3.2 控制寄存器CACTL214.3.3 端口禁止寄存器CAPD14.4 比较器A应用14.4.1 模拟信号在数字端口的输入14.4.2 比较器A测量电阻元件14.4.3 两个独立电阻元件的测量系统14.4.4 比较器A检测电流或电压14.4.5 比较器A测量电流或电压14.4.6 测量比较器A的偏压14.4.7 比较器A的偏压补偿14.4.8 增加比较器A的回差第15章 模数转换器ADC1215.1 概 述15.2 ADC12的工作原理及操作15.2.1 ADC内核15.2.2 参考电平15.3 模拟输入与多路切换15.3.1 模拟多路切换15.3.2 输入信号15.3.3 热敏二极管的使用15.4 转换存储15.5 转换模式15.5.1 单通道单次转换模式15.5.2 序列通道单次转换模式15.5.3 单通道重复转换模式15.5.4 序列通道重复转换模式15.5.5 转换模式之间的切换15.5.6 低功耗15.6 转换时钟与转换速度15.7 采 样15.7.1 采样操作15.7.2 采样信号输入选择15.7.3 采样模式15.7.4 MSC位的使用15.7.5 采样时序15.8 ADC12控制寄存器15.8.1 控制寄存器ADC12CTL0和ADC12CTL115.8.2 转换存储寄存器ADC12MEMx15.8.3 控制寄存器ADC12MCTLx15.8.4 中断标志寄存器ADC12IFG.x和中断允许寄存器ADC12IEN.x15.8.5 中断向量寄存器ADC12IV15.9 ADC12接地与降噪第16章 FLASH型芯片的开发16.1 开发系统概述16.1.1 开发技术16.1.2 MSP430系列的开发16.1.3 MSP430F系列的开发16.2 FLASH型的FET开发方法16.2.1 MSP430芯片的JTAG接口16.2.2 FLASH型仿真工具16.3 FLASH型的BOOT ROM16.3.1 标准复位过程和进入BSL过程16.3.2 BSL的UART协议16.3.3 数据格式16.3.4 退出BSL16.3.5 保护口令16.3.6 BSL的内部设置和资源附录A 寻址空间附录B 指令说明B.1 指令汇总B.2 指令格式B.3 不增加ROM开销的模拟指令B.4 指令说明（字母顺序）B.5 用几条指令模拟的宏指令附录C MSP430系列单片机参数表附录D MSP430系列单片机封装形式附录E MSP430系列器件命名
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世界著名厂家单片机简介1.Motorola 单片机:Motorola是世界上最大的单片机厂商,品种全,选择余地大,新产品多,在8位机方面有68HC05和升级产品68HC08,68HC05有30多个系列200多个品种,产量超过20亿片.8位增强型单片机68HC11也有30多个品种,年产量1亿片以上,升级产品有68HC12.16位单片机68HC16也有十多个品种.32位单片机683XX系列也有几十个品种.近年来以PowerPC,Codfire,M.CORE等作为CPU,用DSP作为辅助模块集成的单片机也纷纷推出,目前仍是单片机的首选品牌.Motorola单片机特点之一是在同样的速度下所用的时钟较Intel类单片机低的多因而使得高频噪声低,抗干扰能力强,更适合用于工控领域以及恶劣环境.Motorola 8位单片机过去策略是掩膜为主,最近推出OTP计划以适应单片机的发展,在32位机上,M.CORE在性能和功耗上都胜过ARM7.2.Microchip 单片机:Microchip 单片机是市场份额增长最快的单片机.他的主要产品是16C系列8位单片机,CPU采用RISC结构,仅33条指令,运行速度快,且以低价位著称,一般单片机价格都在1美元以下.Microchip 单片机没有掩膜产品,全部都是OTP器件(现已推出FLASH型单片机).Microchip强调节约成本的最优化设计,是使用量大,档次低,价格敏感的产品.3.Scenix单片机:Scenix单片机的I/O模块最有创意.I/O模块的集成与组合技术是单片机技术不可缺少的重要方面.除传统的I/O功能模块如并行I/O,URT,SPI,I2C,A/D,PWM,PLL,DTMF等,新的I/O模块不断出现,如USB,CAN,J1850,最具代表的是Motorola 32位单片机,它集成了包括各种通信协议在内的I/O模块,而Scenix单片机在I/O模块的处理上引入了虚拟I/O的概念. Scenix单片机采用了RISC结构的CPU,使CPU最高工作频率达50MHz.运算速度接近50MIPS.有了强有力的CPU,各种I/O功能便可以用软件的办法模拟.单片机的封装采用20/28引脚.公司提供各种I/O的库函数,用于实现各种I/O模块的功能.这些软件完成的模块包括多路UART,多种A/D,PWM,SPI,DTMF,FSK,LCD驱动等,这些都是通常用硬件实现起来相当复杂的模块.4.NEC单片机:NEC单片机自成体系,以8位机78K系列产量最高,也有16位,32位单片机.16位单片机采用内部倍频技术,以降低外时钟频率.有的单片机采用内置操作系统.NEC的销售策略注重服务大客户,并投入相当大的技术力量帮助大客户开发新产品.5.东芝单片机:东芝单片机从4位倒64位,门类齐全.4位机在家电领域仍有较大市场.8位机主要有870系列,90系列等.该类单片机允许使用慢模式,采用32KHz时钟功耗低至10uA数量级.CPU内部多组寄存器的使用,使得中断响应与处理更加快捷.东芝公司的32位机采用MIPS3000 ARISC的CPU结构,面向VCD,数字相机,图象处理市场.6.富士通单片机:富士通也有8位,16位和32位单片机,但是8位机使用的是16位的CPU内核.也就是说8位机与16位机指令相同,使得开发比较容易.8位机有名是MB8900系列,16位机有MB90系列.富士通注重服务大公司,大客户,帮助大客户开发产品.7.Epson 单片机:Epson公司以擅长制造液晶显示器著称,故Epson单片机主要为该公司生产的LCD配套.其单片机的LCD驱动做的特别好.在低电压,低功耗方面也很有特色.目前0.9V供电的单片机已经上市,不久LCD显示手表将使用0.5V供电.
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单片机软件滤波的几种方法:假定从AD中读取数据的子程序为：unsigned int get_ad();1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法）A、方法：根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A）。每次检测到新值时判断：如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效；如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值。B、优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰C、缺点：无法抑制那种周期性的干扰，平滑度差D、软件实现：//=======================//值A可根据实际情况调整，value为有效值，new_value为当前采样值//滤波程序返回有效的实际值
上传时间： 2013-10-20
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基于AT89C2051单片机的数字电容表设计:AT89C2051单片机的P1.0、P1.1的模拟输入阻抗很低，被测信号进行阻抗变换后，才能送入P1.0（电容积分信号）、P1.1（参考电压）。通过测量电容的积分信号达到参考电压的时间，来测量电容的容量大小。
上传时间： 2013-11-14
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AT89C51单片机温度控制系统:本系统以AT89C51单片机系统为控制核心，用线性度好 灵敏度高的集成温度传感器AD590及分辨率高、噪声低的A／D转换器进行温度采集，采用线性数字校正和数字滤波技术，增强系统的灵敏度和抗干扰能力。关键词：温度测控；单片机；PID控制 温度测控系统结构框图如图1所示，设计中假定被控对象为lL净水，采用lkW 电炉进行加热。本设计主要以微控制器为控制核心，利用PID控制算法进行水温度的恒温控制。
上传时间： 2013-10-31
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单片机指令周期:时序是用定时单位来描述的，MCS-51的时序单位有四个，它们分别是节拍、状态、机器周期和指令周期，接下来我们分别加以说明。节拍与状态：我们把振荡脉冲的周期定义为节拍（为方便描述，用P表示），振荡脉冲经过二分频后即得到整个单片机工作系统的时钟信号，把时钟信号的周期定义为状态（用S表示），这样一个状态就有两个节拍，前半周期相应的节拍我们定义为1(P1)，后半周期对应的节拍定义为2(P2)。机器周期：MCS-51 有固定的机器周期，规定一个机器周期有6 个状态，分别表示为S1-S6，而一个状态包含两个节拍，那么一个机器周期就有12个节拍，我们可以记着S1P1、S1P2……S6P1、S6P2，一个机器周期共包含12个振荡脉冲，即机器周期就是振荡脉冲的12 分频，显然，如果使用6MHz的时钟频率，一个机器周期就是2us，而如使用12MHz的时钟频率，一个机器周期就是1us。指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期，MCS-51的指令有单字节、双字节和三字节的，所以它们的指令周期不尽相同，也就是说它们所需的机器周期不相同，可能包括一到四个不等的机器周期（这些内容，我们将在下面的章节中加以说明）。
上传时间： 2013-10-15
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量热仪是能源生产和能耗企业必备的重要测量仪器,其测量精度和效率直接影响着经济效益。为了提高量热仪的测量精度，整个量热系统的测温精度、准确性、稳定性等诸多方面都需要得到改善和提高。本文给出了采用单片机及铂电阻PT1000 为核心器件的高精度恒温式自动量热仪设计。燃料的价值就在于燃烧过程中能够发热，因此燃烧热量就成为评估燃料质量最重要的指标，而燃烧热量通常是由量热仪来测量的。因此，量热仪是能源生产和能耗企业必备的重要仪器,其测量精度和效率直接影响着经济效益。量热仪可分别用于电力、煤炭、焦炭、石油、化工、水泥、军工、粮食、饲料、木材、木炭以及科研等行业测量固体、液体等可燃物资的发热量。由于其应用范围很广，因此研制出更高测量精度和效率的量热仪具有很好的发展前景及经济效益。我国是产煤大国，而衡量煤炭质量的最重要指标之一是其燃烧发热量。因而，目前国内普遍采用以发热量作为动力煤计价的主要依据。由于煤炭的发热量主要是利用量热仪来测定，因此，目前恒温式自动量热仪在包括煤炭生产以及用煤单位如电力等系统广泛应用。但由于其在测温过程中不可避免地会受到客观和人为干扰，准确性受到一定影响。为了解决这一问题并根据现有量热仪存在的其它缺点，本文所设计的量热仪采用了以单片机为控制单元，选用更高精度的铂电阻PT1000 作为温度传感器，精心设计相关电路，增加信号处理单元，采用LabVIEW 设计操作界面等，不仅提升了量热仪的测量精度，而且具有良好的性价比。
上传时间： 2013-12-29
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量热仪是能源生产和能耗企业必备的重要测量仪器,其测量精度和效率直接影响着经济效益。为了提高量热仪的测量精度，整个量热系统的测温精度、准确性、稳定性等诸多方面都需要得到改善和提高。本文给出了采用单片机及铂电阻PT1000 为核心器件的高精度恒温式自动量热仪设计。燃料的价值就在于燃烧过程中能够发热，因此燃烧热量就成为评估燃料质量最重要的指标，而燃烧热量通常是由量热仪来测量的。因此，量热仪是能源生产和能耗企业必备的重要仪器,其测量精度和效率直接影响着经济效益。量热仪可分别用于电力、煤炭、焦炭、石油、化工、水泥、军工、粮食、饲料、木材、木炭以及科研等行业测量固体、液体等可燃物资的发热量。由于其应用范围很广，因此研制出更高测量精度和效率的量热仪具有很好的发展前景及经济效益。我国是产煤大国，而衡量煤炭质量的最重要指标之一是其燃烧发热量。因而，目前国内普遍采用以发热量作为动力煤计价的主要依据。由于煤炭的发热量主要是利用量热仪来测定，因此，目前恒温式自动量热仪在包括煤炭生产以及用煤单位如电力等系统广泛应用。但由于其在测温过程中不可避免地会受到客观和人为干扰，准确性受到一定影响。为了解决这一问题并根据现有量热仪存在的其它缺点，本文所设计的量热仪采用了以单片机为控制单元，选用更高精度的铂电阻PT1000 作为温度传感器，精心设计相关电路，增加信号处理单元，采用LabVIEW 设计操作界面等，不仅提升了量热仪的测量精度，而且具有良好的性价比。
上传时间： 2013-11-07
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介绍用PIC16C73 自带的八位A/D 转换器扩展为十二位A/D 转换器，给出了具体的设计方案和程序流程。它是用以 PIC16C73 为MCU 构成的海水有机磷测控仪A/D 转换部分的一种解决方案。为监测海洋生态环境，研制了用于海水有机磷农药现场监测的生物传感器。为测定生物传感器的信号，使传感器可用于船载及台站的海洋生态环境现场自动监测，需要对整个的采样和排液装置进行控制以及对传感器来的信号进行实时采集处理，形成有机磷的浓度传给上位机。为此，开发了以PIC16C73 单片机为核心的小型测控仪器，很好的完成了上述功能。PIC1673 单片机自带8 位的A/D 转换器，但不能满足系统对精度的要求，本设计在单片机自带8 位A/D 基础上加少量的硬件和软件开销，使其扩展为十二位A/D 转换器，满足了系统的要求。
上传时间： 2013-10-30
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用AT89C2051单片机制作的数字电容表：AT89C2051作为AT89C51的简化版虽然去掉了P0、P2等端口，使I/O口减少了，但是却增加了一个电压比较器，因此其功能在某些方面反而有所增强，如能用来处理模拟量、进行简单的模数转换等。本文利用这一功能设计了一个数字电容表，可测量容量小于2微法的电容器的容量，采用3位半数字显示，最大显示值为1999，读数单位统一采用毫微法（nf），量程分四档，读数分别乘以相应的倍率。
上传时间： 2013-11-19
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