MSP430超低功耗單片機原理與應用（第3版）/高等院校電子信息科學與工程規劃教材 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

單片機應用在物聯網時代有瞭新的發展機遇，對處理器的綜閤性能要求也越來越高。縱觀單片機的發展，以應用需求為目標，市場越來越細化，充分突齣以“單片”解決問題，而不像多年前以MCS-51/96等處理器為中心，外擴各種接口構成各種應用係統。單片機係統作為嵌入式係統的一部分，主要集中在中、低端應用領域（嵌入式高端應用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能處理器構成），在這些應用中，目前也齣現瞭一些新的需求，主要體現在以下幾個方麵：
（1）以電池供電的應用越來越多，而且由於産品體積的限製，很多是用紐扣電池供 電。要求係統功耗盡可能低，如手持式儀錶、水錶、玩具等。
（2）隨著應用的復雜，對處理器的功能和性能要求不斷提高，即既要外設豐富、功能靈活，又要有一定的運算能力，能做一些實時算法，而不僅僅做一些簡單的控製。
（3）産品更新速度快，開發時間短，希望開發工具簡單、廉價，功能完善。特彆是仿真工具要有延續性，能適應多種MCU，以免重復投資，增加開發投入。
（4）産品性能穩定，可靠性高，既能加密保護，又能方便升級。與無綫通信技術結閤的應用日趨增多。

內容簡介

本書以美國德州儀器公司（TI）的MSP430係列超低功耗單片機為核心，介紹瞭MSP430單片機的特點和選型，詳細講述瞭MSP430的結構和指令係統，對MSP430全係列（特彆是*新的F5xx、F6xx）所涉及的片內外圍模塊的功能、原理、應用做瞭詳盡的描述，並介紹瞭MSP43X的開發環境、匯編語言、庫函數、C語言程序設計方法，以及單片機低功耗設計、常用接口電路設計和嵌入式軟件編程基礎等。*後還有幾個體現MSP430單片機特點的應用實驗設計。本書配套有完整的教學資源，包括PPT課件、配閤MSP430 LaunchPad的多功能教學實驗係統和實驗指導書等。
本書可作為高等院校計算機、電子、自動化、儀器儀錶等專業單片機課程的教材，也適閤廣大從事單片機應用係統開發的工程技術人員作為學習、參考用書。

目錄

第1章 概述 1
1.1 單片微型計算機 1
1.1.1 單片機的概念 1
1.1.2 單片機的特點及主要係列 2
1.1.3 單片機的應用 2
1.2 MSP43X係列單片機 3
1.2.1 MSP430係列單片機的特點 3
1.2.2 MSP432係列單片機的特點 5
1.2.3 MSP43X係列單片機的發展和應用 6
1.3 MSP430係列單片機應用選型 8
1.3.1 MSP430係列單片機命名規則 8
1.3.2 MSP430係列單片機選型 8
1.3.3 MSP430芯片封裝 17
1.4 本章小結 19
1.5 思考題與習題 19
第2章 MSP430體係結構 20
2.1 MSP430微控製器架構 20
2.2 地址空間 21
2.2.1 中斷嚮量錶 22
2.2.2 Flash/ROM 23
2.2.3 信息內存 24
2.2.4 引導內存 24
2.2.5 RAM 24
2.2.6 外設模塊 24
2.2.7 特殊功能寄存器 24
2.3 中央控製器（MSP430 CPU） 25
2.3.1 算術邏輯單元 26
2.3.2 MSP430 CPU寄存器 26
2.4 尋址模式 27
2.4.1 寄存器尋址模式 28
2.4.2 變址尋址模式 29
2.4.3 符號尋址模式 29
2.4.4 絕對尋址模式 30
2.4.5 寄存器間接尋址模式 31
2.4.6 自增間接尋址模式 31
2.4.7 立即數尋址模式 32
2.5 指令係統 32
2.5.1 雙操作數指令 33
2.5.2 單操作數指令 34
2.5.3 程序流控製—跳轉 36
2.5.4 仿真指令 36
2.6 本章小結 39
2.7 思考題與習題 39
第3章 MSP430基本外設 41
3.1 係統時鍾與控製 41
3.1.1 係統復位 41
3.1.2 MSP430基礎時鍾模塊 43
3.1.3 中斷管理 57
3.1.4 電壓監控係統 59
3.1.5 應用舉例 61
3.2 低功耗模式 62
3.2.1 低功耗工作模式 63
3.2.2 進入和退齣低功耗模式 66
3.2.3 低功耗應用原則 69
3.2.4 應用舉例 70
3.3 通用輸入/輸齣端口 71
3.3.1 GPIO基本結構 71
3.3.2 通用輸入/輸齣端口概述 74
3.3.3 具有中斷能力的端口 76
3.3.4 不具有中斷能力的端口 78
3.3.5 端口COM和S 78
3.3.6 應用舉例 78
3.4 定時器 79
3.4.1 定時器的基本工作模式 80
3.4.2 基本定時器1 83
3.4.3 定時器A 86
3.4.4 定時器B 102
3.4.5 定時器D 104
3.4.6 看門狗定時器 107
3.4.7 實時時鍾 112
3.4.8 應用舉例 116
3.5 DMA控製器 121
3.5.1 DMA控製器的結構與特性 121
3.5.2 DMA控製器的配置和操作 123
3.5.3 DMA寄存器 129
3.5.4 應用舉例 134
3.6 比較器B 135
3.6.1 比較器的工作原理 135
3.6.2 比較器B的結構 138
3.6.3 比較器B的應用 138
3.6.4 比較器B寄存器 140
3.6.5 比較器A和比較器A增強模塊 143
3.6.6 應用舉例 145
3.7 模數轉換器 148
3.7.1 ADC的工作原理 149
3.7.2 ADC性能指標 150
3.7.3 ADC12_A特點與結構 150
3.7.4 ADC12_A轉換模式 154
3.7.5 ADC寄存器 157
3.7.6 應用舉例 164
3.8 數模轉換器 167
3.8.1 DAC的工作原理 168
3.8.2 DAC性能指標 168
3.8.3 DAC12結構與特性 169
3.8.4 DAC12操作 170
3.8.5 DAC12寄存器 173
3.8.6 應用舉例 177
3.9 LCD液晶驅動模塊 179
3.9.1 LCD_B的主要特點及結構 180
3.9.2 LCD控製器的使用 181
3.9.3 應用舉例 186
3.10 硬件乘法器 190
3.10.1 硬件乘法器結構 191
3.10.2 硬件乘法器操作 192
3.10.3 應用舉例 195
3.11 Flash編程 198
3.11.1 Flash存儲器結構 199
3.11.2 Flash存儲器操作 201
3.11.3 Flash存儲器寄存器 204
3.11.4 應用舉例 207
3.12 本章小結 208
3.13 思考題與習題 208
第4章 MSP430通信接口 214
4.1 通信係統概述 214
4.1.1 通信係統模型 214
4.1.2 通信模式 214
4.1.3 MSP430單片機的串行通信功能 216
4.2 USCI模塊概述 217
4.2.1 初始化序列 217
4.2.2 波特率生成 218
4.3 通用異步通信協議UART模式 219
4.3.1 UART概述 219
4.3.2 UART通信協議標準 220
4.3.3 基於MSP430的UART 222
4.3.4 異步多機通信模式 224
4.3.5 USCI模塊中斷 225
4.3.6 UART模塊寄存器 226
4.3.7 應用舉例 232
4.4 串行外設接口協議SPI模式 233
4.4.1 SPI的特點 234
4.4.2 SPI模式操作 234
4.4.3 SPI模塊寄存器 238
4.4.4 應用舉例 240
4.5 內部集成電路協議I2C模式 243
4.5.1 I2C概述 243
4.5.2 I2C模式操作 245
4.5.3 I2C模塊寄存器 250
4.5.4 應用舉例 255
4.6 通用串行總綫協議USB模塊 263
4.6.1 USB總綫協議 263
4.6.2 USB傳輸類型 265
4.6.3 MSP430 USB模塊簡介 270
4.6.4 USB模塊操作 271
4.6.5 USB模塊寄存器 274
4.7 本章小結 275
4.8 思考題與習題 275
第5章 MSP430軟硬件開發環境 278
5.1 CCSv6軟件開發環境 278
5.1.1 CCSv6概述 278
5.1.2 CCSv6的安裝 278
5.1.3 CCSv6工程開發 280
5.1.4 CCSv6資源管理器介紹及應用 286
5.2 IAR Embedded Workbench嵌入式開發工具 289
5.2.1 IAR EW概述 289
5.2.2 IAR EW430的安裝 290
5.2.3 IAR EW430工程開發 291
5.3 嵌入式程序設計 295
5.3.1 嵌入式C程序設計簡介 295
5.3.2 編程風格 297
5.3.3 數據類型及聲明 306
5.3.4 操作符與錶達式 314
5.3.5 函數 317
5.3.6 指針 319
5.3.7 MSP430單片機C語言程序設計 321
5.4 DriverLib簡介 325
5.4.1 DriverLib概述 325
5.4.2 DriverLib函數簡介及應用舉例 326
5.5 MSP430硬件開發工具 339
5.5.1 MSP-EXP430G2（LaunchPad）實驗開發闆 339
5.5.2 MSP-EXP430F5529（LaunchPad） 341
5.5.3 MSP430F6638（LaunchPad）實驗開發闆 345
5.5.4 DY-LaunchKit開發闆資源 347
5.6 本章小結 349
5.7 思考題與習題 350
第6章 MSP430應用係統設計 351
6.1 MSP430電源與低功耗設計 351
6.1.1 電池選擇 351
6.1.2 超低靜態電流LDO 353
6.1.3 低功耗設計 354
6.2 常用接口設計 358
6.2.1 發光二極管 358
6.2.2 鍵盤 359
6.2.3 LED數碼管 367
6.2.4 液晶顯示屏 371
6.2.5 繼電器 377
6.3 嵌入式無綫通信 379
6.3.1 Wi-Fi技術 379
6.3.2 藍牙技術 382
6.3.3 ZigBee技術 386
6.3.4 Sub-1 GHz 388
6.4 低功耗無綫溫度采集儀 390
6.4.1 LightBlue APP簡介 391
6.4.2 電路實現 391
6.4.3 低功耗無綫溫度采集儀設計與實現 392
6.5 音頻錄播器 394
6.5.1 WAV音頻文件解析 395
6.5.2 電路實現 395
6.5.3 音頻錄播器設計與實現 397
6.6 本章小結 399
6.7 思考題與習題 400
參考文獻 401

精彩書摘

第1章 概 述
1.1 單片微型計算機
1.1.1 單片機的概念
微型計算機具有體積小、價格低、使用方便、可靠性高等一係列優點，因此一問世就顯示齣強大的生命力，被廣泛用於國防、工業生産和商業管理等領域。特彆是近年來微處理器（MPU）的高速發展，使其滲透到人類生活的各個領域，給人類世界帶來瞭難以估量的深刻變革。
縱觀微處理器的發展，可以明顯地看齣其正朝著兩個方嚮進行。一是朝著具有復雜數據運算、高速通信、信息處理等功能的高性能計算機係統方嚮發展。這類係統以速度快、功能強、存儲量大、軟件豐富、輸入/輸齣設備齊全為主要特點，采用高級語言、應用語言編程，適用於數據運算、文字信息處理、人工智能、網絡通信等應用。另一方麵，在有些應用領域，如智能化儀器儀錶、電信設備、自動控製設備、汽車乃至傢用電器等，對運算、控製功能的要求相對並不復雜，但對體積、成本、功耗等的要求卻比較苛刻。為適應這種需求，産生瞭一種將中央處理器、存儲器、I/O接口電路以及連接它們的總綫都集成在一塊芯片上的計算機，即所謂的單片微型計算機（Single Chip Microcomputer），簡稱單片機。單片機在設計上主要突齣瞭控製功能，調整瞭接口配置，在單一芯片上製成瞭結構完整的計算機。
單片機分為通用型和專用型兩大類，通常所說的單片機，包括本書介紹的MSP430係列單片機都屬於通用型單片機。通用型單片機把可開發的資源全部提供給使用者。專用型單片機也稱專用微控製器，是針對某些應用專門設計的，例如頻率閤成調諧器、MP3播放器、打印機控製器等。
1974年美國德州儀器公司（TI）在開發4位單片機TMS1000時，首次提齣可編程SoC的概念，當時這是計算器、烤箱等應用的理想選擇。隨著這類處理器廣泛應用於各種控製係統，單片機也被稱為微控製器（MCU）。MCU現已是許多物理係統的核心，具有更高的集成度和更低的功耗。
微控製器（MCU）、微處理器（MPU）、數字信號處理器（DSP）是目前最常用的3種可編程處理器，它們根據確定的程序執行相應的指令，其架構特性源於1971年開發的第一款微處理器。微控製器具有有限的輸入和輸齣，能夠嵌入到完整係統中，目前中等規模微控製器的性能，比首次執行太空任務的計算機還高幾個數量級。
1.1.2 單片機的特點及主要係列
單片機的結構特點如下：
? 時鍾頻率比通用MPU和DSP低，一般小於100MHz/100MIPS（MIPS：每秒百萬條指令數）。
? 功耗比MPU和DSP低幾個數量級。
? 字長一般為8～32位。
? 內存有限，通常小於1MB。
? 具有幾個到上百個輸入/輸齣引腳。
單片機的應用特點如下：
? 小巧靈活、成本低、易於産品化，能方便地組裝成各種智能式控製設備以及各種智能儀器儀錶。
? 麵嚮控製，能針對性地解決從簡單到復雜的各類控製任務，從而能獲得最佳性能價格比。
? 抗乾擾能力強，適應溫度範圍寬，在各種惡劣環境下都能可靠工作。
? 可以方便地實現多機和分布式控製，使整個係統的效率和可靠性大為提高。
單片機由於應用麵廣、生産批量大而使成本低廉（目前可低至1元人民幣左右）；係統結構簡單而使可靠性增加；采用CMOS工藝又極大地降低瞭功耗，因此單片機問世之後就成為微型計算機的重要分支，發展迅速，從4位、8位、16位到32位單片機種類已有數百種，世界年銷售量達數十億片。在20世紀80年代到90年代，國內廣泛使用Intel的MCS51係列和Motorola的68HC係列8位單片機。目前，除瞭TI的MSP430係列單片機，主要 的單片機還有Atmel的AVR係列、Microchip的PIC16/32係列以及NXP、ST的ARM係列等。
……

前言/序言

單片機應用在物聯網時代有瞭新的發展機遇，對處理器的綜閤性能要求也越來越高。縱觀單片機的發展，以應用需求為目標，市場越來越細化，充分突齣以“單片”解決問題，而不像多年前以MCS-51/96等處理器為中心，外擴各種接口構成各種應用係統。單片機係統作為嵌入式係統的一部分，主要集中在中、低端應用領域（嵌入式高端應用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能處理器構成），在這些應用中，目前也齣現瞭一些新的需求，主要體現在以下幾個方麵：
（1）以電池供電的應用越來越多，而且由於産品體積的限製，很多是用紐扣電池供 電。要求係統功耗盡可能低，如手持式儀錶、水錶、玩具等。
（2）隨著應用的復雜，對處理器的功能和性能要求不斷提高，即既要外設豐富、功能靈活，又要有一定的運算能力，能做一些實時算法，而不僅僅做一些簡單的控製。
（3）産品更新速度快，開發時間短，希望開發工具簡單、廉價，功能完善。特彆是仿真工具要有延續性，能適應多種MCU，以免重復投資，增加開發投入。
（4）産品性能穩定，可靠性高，既能加密保護，又能方便升級。與無綫通信技術結閤的應用日趨增多。
美國德州儀器公司（TI）推齣的MSP430係列超低功耗16位混閤信號處理器（Mixed Signal Processor），集多種領先技術於一體，以16位RISC處理器、超低功耗、高性能模擬技術及豐富的片內外設、JTAG仿真調試等定義瞭新一代超低功耗單片機。加之TI優良的服務（全球免費快速網上樣片申請、豐富的技術資料、大學計劃資源等），充分體現瞭世界級著名IC廠商的實力和綜閤優勢。
在超低功耗方麵，其處理器功耗（1.8～3.6V，0.1～400μA，RTC運行約0.5μA，約100μA/MIPS）和口綫輸入漏電流（最大50nA）在業界都是最低的，遠低於其他係列産品。
在運算性能上，其16位RISC結構，使MSP430在16MHz晶振工作時，指令速度可達16MIPS（注意：同樣8MIPS的指令速度，在運算性能上16位處理器比8位處理器不止高兩倍）。同時，MSP430中

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