（1）MSP430F5529學習入門
阿新 • • 發佈：2018-11-10
為想學MSP430微控制器的初學者，或者，你是剛轉到電子硬體嵌入式開發，如果你的電子基礎課程已經完成，想盡快掌握MSP430微控制器，又糾結於怎樣儘快闖入MSP430學習過程的問題，現總結整理出新手開始學習MSP430的一些問題，和學習中有關注意事項和方法。 供有心學習MSP430微控制器的童鞋參考吧。
當然，闖入MSP430學習，你需要有一些微控制器的理論基礎，和比較強的C語言功底，學習MSP430微控制器最好的方法是文武並進：“文”指學好片內模組的資源知識；“武”則指動手能能力。基礎知識+動手實操，是一個非常有效的學習方法。文武並進必能學有所成。
進入各個電子產品公司的網站，招聘裡面嵌入式佔據了大半工程師職位。 廣義的嵌入式無非幾種：傳統的什麼51微控制器、 MSP430稱做嵌入式微控制器
第一點， 51核心微控制器是8 位微控制器。其指令是採用的被稱為“ CISC ”的複雜指令集，共具有111 條指令。而MSP430 微控制器是16 位的微控制器，採用了精簡指令集（ RISC ）結構，只有簡潔的27 條指令，大量的指令則是模擬指令，眾多的暫存器以及片內資料儲存器都可參加多種運算。這些核心指令均為單週期指令，功能強，執行的速度快
第二點，MCU主要分為兩種工作模式：待機與執行。51核心微控制器正常情況下消耗的電流為mA級 ，在掉電狀態下，其耗電電流仍約為3mA左右 ；即使在掉電方式下，電源電壓可以下降到2V ，但是為了儲存內部RAM 中的資料，還需要提供約50uA的電流。
而430微控制器功耗是在uA級的，工作電流極小，並且超低功耗，關斷狀態下的電流僅為0.1μA，待機電流為0.8μA，常規模式下的(250μA／[email protected])，埠漏電流不足50 nA，並可零功耗掉電覆位(BOR)。另外，該晶片屬低電器件，僅需1.8～3.6V電壓供電，因而可有效降低系統功耗。MSP430將低功耗模式擴充套件為7種
第三點， 51核心微控制器由於其內部匯流排是8 位的，受其結構本身的限制很大，模擬功能控制功能受限制。MSP430 系列其基本架構是16 位的，同時在其內部的資料匯流排經過轉換還存在8 位的匯流排，在加上本身就是混合型的結構，因而對它這樣的開放型的架構來說，無論擴充套件8 位的功能模組，還是16 位的功能模組，即使擴充套件模/ 數轉換或數/ 模轉換這類的功能模組也是很方便的。
第四點，典型MCU的儲存結構有兩種。諾依曼結構——程式儲存器和資料儲存器統一編碼；哈佛結構——程式儲存器和資料儲存器；MSP430系列微控制器屬於前者，而常用的51核心微控制器系列屬於後者。
第五點，就是在開發工具上面。對51核心微控制器來說，不少適合我們使用的開發工具。但是如何實現線上程式設計還是一個很大的問題。對於MSP430 系列而言，由於引進了Flash 型程式儲存器和JTAG 技術，不僅使開發工具變得簡便，而且價格也相對低廉，並且還可以實現線上程式設計。
那麼說了以上這些，作為新手，到底怎麼學習430這種16位低功耗的微控制器呢？或者說有什麼有什麼效果比較好的方法嗎，答案是肯定。
網上有很多介紹MSP430微控制器學習的方法，一定要結合自己的學習特點，集百家之長，善於總結別人的、自己的學習方法和效果，積極實踐。當然學習的方法都是相通的。大概對這些方法簡單總結，也就是下面幾點：
1、作為430新手，首先看我們是否準備好以下幾樣硬體：電腦(帶有並口)1臺，MSP430FET模擬器1套，MSP430開發實驗板1套，和一些MSP430教程或電子教程資料等。
2、選用MSP430模擬器。購買現成的MSP430JTAG模擬器如TI-MSP430JTAG
3、選用MSP430開發板或目標板是學習一個重要的工具，建議購買一個開發板或目標板，同時也會得到很好的技術支援。如果自己製作的話也行，也未尚不可，那就看個人水平了。
4、軟體工具，因為現在都有學習板的工具軟體，如IAR的EW430學習版，430GCC軟體還是免費的。建議還是使用IAR軟體較方便，因為使用的人群較多，有問題還可請教，容易解決。
5、MSP430學習資料及教程，<<MSP430系列16位超低功耗微控制器原理與應用>> 清華大學出版社和一本關於430C語言程式設計應用的書本<<MSP430系列微控制器實用C語言程式設計>>。
6、MSP430系列中硬體源資是非常豐富的。有看門狗(WDT)、定時器A (Timer_A)、定時器B(Timer_B)、比較器、串列埠0(USARTO)、串列埠1(USART1)、硬體乘法器、液晶驅動器、10位/12位ADC, 14位ADC,數十個可實現方向設定及中斷功能的並行輸入輸出埠、基本定時器（Basic Timer）。
7、以下幾部分模組硬體資源是作為初學者必須要了解學習的。
①WDT看門狗定時器： 新手們會看到很多程式設計例項中，開頭都有“WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;”語句。這是CUP執行關閉定時器的意思。在剛開始，我們沒必要關心這個，可以跳過這章節，只要大概地知道他的作用就好了。看門狗定時器一般是用於防止程式失效而存在的，一般是用於完整的程式中使用。主程式中可不斷地清除看門狗定時器的計數值，以防定時器的值自動計滿後使CPU復位而重新開始工作。當程式發生錯誤時，無法正常清除看門狗的定時值時，則看門狗定時器計數溢位而產生CPU復位。
②IO模組：對於IO模組可分為初級與提高兩階段，可以不必同一時段內進行理解。
a初學者必需瞭解幾個常用暫存器使用如P1OUT,P1IN,P1DIR,P1SEL暫存器。
b理解MSP430 IO口常用程式設計語法，這些都可以檢視參考例程。
c結合書本介紹和個人理解，然後在開發板上進行實驗。例如比如LED、響聲之類的初級實驗。
d對於IO模組:瞭解如何使用IO中斷，和IO中斷相關暫存器的使用。如果不太必要，可以跳過IO中斷的使用，而是去學習其他章節的基礎部分；當其他章節基礎學習到一定程式時回過頭再來學習這部分。另外，我們需要搞清楚IO模組在什麼時候為高阻狀態？高阻狀態時的漏電流為多少？IO驅動電流能力如何？等等一些常關注的引數時，我們都需要養成主動檢視器件手冊的習慣。
中斷是430處理器的一大特色，因為幾乎每個外圍模組都能產生，430可以在沒有任務時進入低功耗狀態，有事件時中斷喚醒cpu，處理完畢再次進入低功耗狀態。整個中斷的響應過程是這樣的，當有中斷請求時，如果cpu處於活動狀態，先完成當前命令；如果處於低功耗，先退出，將下一條指令的pc值壓入堆疊；如果有多箇中斷請求，先響應優先順序高的；執行完後，等待中斷請求標誌位復位，要注意，單中斷源的中斷請求標誌位自動復位，而多中斷的標誌位需要軟體復位；然後系統總中斷允許位SR.GIE復位，相應的中斷向量值裝入pc，程式從這個地址繼續執行。這裡要注意，中斷允許位SR.GIE和中斷巢狀問題。如果當你執行中斷程式過程中，希望可以響應更高級別的中斷請求時，必須在進入第一個中斷時把SR.GIE置位。 其實，其他的外圍模組時鐘沿著時鐘和中斷這個核心來執行的。具體的結構我也不羅索了，可以參考430系列手冊。
③時鐘模組：系統時鐘是一個程式執行的指揮官，時序和中斷也是整個程式的核心和中軸線。430最多有三個振盪器，DCO內部振盪器；LFXT1外接低頻振盪器，常見的32768HZ，不用外接負載電容；也可接高頻450KHZ－8M，需接負載電容；XT2接高頻450KHZ－8M，加外接電容。初學者若要使用到片中某模組時幾乎都要使用不同的時鐘。時鐘模組是提供整個微控制器中各模組的時鐘發生源，所以這章節是非常強調地要去認真理解的。
⑴.必須理解430有幾種時鐘訊號：MCLK系統主時鐘，可分頻1 2 4 8，供cpu使用，其他外圍模組在有選擇情況下也可使用；SMCLK系統子時鐘，供外圍模組使用，可選則不同振盪器產生的時鐘訊號；ACLK輔助時鐘，只能由LFXT1產生，供外圍模組。
⑵.DCO，SMCLK，MCLK，ACLK各個時鐘有什麼優點和缺點。
⑶.4個時鐘訊號中，每個時鐘的通常頻率範圍是多少。
⑷.常規的時基控制暫存器設定和時鐘如何從引腳輸出等等。
④TimaA模組：⑴.初學者需要搞清TimerA的三個不同工作模式中TA、CCR1、CCR2與CCR0之間的關係。⑵.搞清楚TA、CCR1、CCR2與CCR0之間的中斷向量關係。⑶.綜合上面的理解，我們可以結合TimerA的例程來進行相關驗證，只有通過親自的操作才能有效地記住。⑷.利用TimerA實現PWM訊號輸出、利用捕獲/比較功能實現捕獲訊號等等。
另外多大學習430學習微控制器論壇上， 和網友交流，諮詢，多看別人出現的問題的解決方法。
可以說，只要經過上述方面認真折騰學習的話，其實MSP430微控制器程式設計應用就有了基本入門階段，可以說已經闖入MSP430微控制器有效學習過程，接下要繼續學習其他相關的模組應用也不難了。那麼剩下的一些模組可以按需而用，按需而學。 但前提的就是需要熟悉幾個常用模組基礎應用，以使用量最多的14x系列為例，初學者入門必學有IO模組、時基模組、定時器模組等，以後可繼續強化學習如ADC12模數轉換、UART序列非同步通訊模組、比較器A模組等等。
當然，闖入MSP430學習，你需要有一些微控制器的理論基礎，和比較強的C語言功底，學習MSP430微控制器最好的方法是文武並進：“文”指學好片內模組的資源知識；“武”則指動手能能力。基礎知識+動手實操，是一個非常有效的學習方法。文武並進必能學有所成。
進入各個電子產品公司的網站，招聘裡面嵌入式佔據了大半工程師職位。 廣義的嵌入式無非幾種：傳統的什麼51微控制器、 MSP430稱做嵌入式微控制器
第一點， 51核心微控制器是8 位微控制器。其指令是採用的被稱為“ CISC ”的複雜指令集，共具有111 條指令。而MSP430 微控制器是16 位的微控制器，採用了精簡指令集（ RISC ）結構，只有簡潔的27 條指令，大量的指令則是模擬指令，眾多的暫存器以及片內資料儲存器都可參加多種運算。這些核心指令均為單週期指令，功能強，執行的速度快
第二點，MCU主要分為兩種工作模式：待機與執行。51核心微控制器正常情況下消耗的電流為mA級 ，在掉電狀態下，其耗電電流仍約為3mA左右 ；即使在掉電方式下，電源電壓可以下降到2V ，但是為了儲存內部RAM 中的資料，還需要提供約50uA的電流。
而430微控制器功耗是在uA級的，工作電流極小，並且超低功耗，關斷狀態下的電流僅為0.1μA，待機電流為0.8μA，常規模式下的(250μA／[email protected])，埠漏電流不足50 nA，並可零功耗掉電覆位(BOR)。另外，該晶片屬低電器件，僅需1.8～3.6V電壓供電，因而可有效降低系統功耗。MSP430將低功耗模式擴充套件為7種
第三點， 51核心微控制器由於其內部匯流排是8 位的，受其結構本身的限制很大，模擬功能控制功能受限制。MSP430 系列其基本架構是16 位的，同時在其內部的資料匯流排經過轉換還存在8 位的匯流排，在加上本身就是混合型的結構，因而對它這樣的開放型的架構來說，無論擴充套件8 位的功能模組，還是16 位的功能模組，即使擴充套件模/ 數轉換或數/ 模轉換這類的功能模組也是很方便的。
第四點，典型MCU的儲存結構有兩種。諾依曼結構——程式儲存器和資料儲存器統一編碼；哈佛結構——程式儲存器和資料儲存器；MSP430系列微控制器屬於前者，而常用的51核心微控制器系列屬於後者。
第五點，就是在開發工具上面。對51核心微控制器來說，不少適合我們使用的開發工具。但是如何實現線上程式設計還是一個很大的問題。對於MSP430 系列而言，由於引進了Flash 型程式儲存器和JTAG 技術，不僅使開發工具變得簡便，而且價格也相對低廉，並且還可以實現線上程式設計。
那麼說了以上這些，作為新手，到底怎麼學習430這種16位低功耗的微控制器呢？或者說有什麼有什麼效果比較好的方法嗎，答案是肯定。
網上有很多介紹MSP430微控制器學習的方法，一定要結合自己的學習特點，集百家之長，善於總結別人的、自己的學習方法和效果，積極實踐。當然學習的方法都是相通的。大概對這些方法簡單總結，也就是下面幾點：
1、作為430新手，首先看我們是否準備好以下幾樣硬體：電腦(帶有並口)1臺，MSP430FET模擬器1套，MSP430開發實驗板1套，和一些MSP430教程或電子教程資料等。
2、選用MSP430模擬器。購買現成的MSP430JTAG模擬器如TI-MSP430JTAG
3、選用MSP430開發板或目標板是學習一個重要的工具，建議購買一個開發板或目標板，同時也會得到很好的技術支援。如果自己製作的話也行，也未尚不可，那就看個人水平了。
4、軟體工具，因為現在都有學習板的工具軟體，如IAR的EW430學習版，430GCC軟體還是免費的。建議還是使用IAR軟體較方便，因為使用的人群較多，有問題還可請教，容易解決。
5、MSP430學習資料及教程，<<MSP430系列16位超低功耗微控制器原理與應用>> 清華大學出版社和一本關於430C語言程式設計應用的書本<<MSP430系列微控制器實用C語言程式設計>>。
6、MSP430系列中硬體源資是非常豐富的。有看門狗(WDT)、定時器A (Timer_A)、定時器B(Timer_B)、比較器、串列埠0(USARTO)、串列埠1(USART1)、硬體乘法器、液晶驅動器、10位/12位ADC, 14位ADC,數十個可實現方向設定及中斷功能的並行輸入輸出埠、基本定時器（Basic Timer）。
7、以下幾部分模組硬體資源是作為初學者必須要了解學習的。
①WDT看門狗定時器： 新手們會看到很多程式設計例項中，開頭都有“WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;”語句。這是CUP執行關閉定時器的意思。在剛開始，我們沒必要關心這個，可以跳過這章節，只要大概地知道他的作用就好了。看門狗定時器一般是用於防止程式失效而存在的，一般是用於完整的程式中使用。主程式中可不斷地清除看門狗定時器的計數值，以防定時器的值自動計滿後使CPU復位而重新開始工作。當程式發生錯誤時，無法正常清除看門狗的定時值時，則看門狗定時器計數溢位而產生CPU復位。
②IO模組：對於IO模組可分為初級與提高兩階段，可以不必同一時段內進行理解。
a初學者必需瞭解幾個常用暫存器使用如P1OUT,P1IN,P1DIR,P1SEL暫存器。
b理解MSP430 IO口常用程式設計語法，這些都可以檢視參考例程。
c結合書本介紹和個人理解，然後在開發板上進行實驗。例如比如LED、響聲之類的初級實驗。
d對於IO模組:瞭解如何使用IO中斷，和IO中斷相關暫存器的使用。如果不太必要，可以跳過IO中斷的使用，而是去學習其他章節的基礎部分；當其他章節基礎學習到一定程式時回過頭再來學習這部分。另外，我們需要搞清楚IO模組在什麼時候為高阻狀態？高阻狀態時的漏電流為多少？IO驅動電流能力如何？等等一些常關注的引數時，我們都需要養成主動檢視器件手冊的習慣。
中斷是430處理器的一大特色，因為幾乎每個外圍模組都能產生，430可以在沒有任務時進入低功耗狀態，有事件時中斷喚醒cpu，處理完畢再次進入低功耗狀態。整個中斷的響應過程是這樣的，當有中斷請求時，如果cpu處於活動狀態，先完成當前命令；如果處於低功耗，先退出，將下一條指令的pc值壓入堆疊；如果有多箇中斷請求，先響應優先順序高的；執行完後，等待中斷請求標誌位復位，要注意，單中斷源的中斷請求標誌位自動復位，而多中斷的標誌位需要軟體復位；然後系統總中斷允許位SR.GIE復位，相應的中斷向量值裝入pc，程式從這個地址繼續執行。這裡要注意，中斷允許位SR.GIE和中斷巢狀問題。如果當你執行中斷程式過程中，希望可以響應更高級別的中斷請求時，必須在進入第一個中斷時把SR.GIE置位。 其實，其他的外圍模組時鐘沿著時鐘和中斷這個核心來執行的。具體的結構我也不羅索了，可以參考430系列手冊。
③時鐘模組：系統時鐘是一個程式執行的指揮官，時序和中斷也是整個程式的核心和中軸線。430最多有三個振盪器，DCO內部振盪器；LFXT1外接低頻振盪器，常見的32768HZ，不用外接負載電容；也可接高頻450KHZ－8M，需接負載電容；XT2接高頻450KHZ－8M，加外接電容。初學者若要使用到片中某模組時幾乎都要使用不同的時鐘。時鐘模組是提供整個微控制器中各模組的時鐘發生源，所以這章節是非常強調地要去認真理解的。
⑴.必須理解430有幾種時鐘訊號：MCLK系統主時鐘，可分頻1 2 4 8，供cpu使用，其他外圍模組在有選擇情況下也可使用；SMCLK系統子時鐘，供外圍模組使用，可選則不同振盪器產生的時鐘訊號；ACLK輔助時鐘，只能由LFXT1產生，供外圍模組。
⑵.DCO，SMCLK，MCLK，ACLK各個時鐘有什麼優點和缺點。
⑶.4個時鐘訊號中，每個時鐘的通常頻率範圍是多少。
⑷.常規的時基控制暫存器設定和時鐘如何從引腳輸出等等。
④TimaA模組：⑴.初學者需要搞清TimerA的三個不同工作模式中TA、CCR1、CCR2與CCR0之間的關係。⑵.搞清楚TA、CCR1、CCR2與CCR0之間的中斷向量關係。⑶.綜合上面的理解，我們可以結合TimerA的例程來進行相關驗證，只有通過親自的操作才能有效地記住。⑷.利用TimerA實現PWM訊號輸出、利用捕獲/比較功能實現捕獲訊號等等。
另外多大學習430學習微控制器論壇上， 和網友交流，諮詢，多看別人出現的問題的解決方法。
可以說，只要經過上述方面認真折騰學習的話，其實MSP430微控制器程式設計應用就有了基本入門階段，可以說已經闖入MSP430微控制器有效學習過程，接下要繼續學習其他相關的模組應用也不難了。那麼剩下的一些模組可以按需而用，按需而學。 但前提的就是需要熟悉幾個常用模組基礎應用，以使用量最多的14x系列為例，初學者入門必學有IO模組、時基模組、定時器模組等，以後可繼續強化學習如ADC12模數轉換、UART序列非同步通訊模組、比較器A模組等等。