Файл: Семейство микроконтроллеров MSP430X1XX, руководство пользователя (2004).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.06.2025

Просмотров: 2770

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Семейство

микроконтроллеров

MSP430x1xx

Руководство пользователя

MSP430x1xxFamily

С12 Семейство микроконтроллеров MSP430x1xx. Руководство пользователя: Пер. с англ. – М.:

Серия «Библиотека Компэла». ЗАО «Компэл», 2004. – 368 с.

ISBN 5-98730-001-0

Данное руководство представляет собой перевод User’s Guide MSP430x1xx Family (slau049d) выпущенного компанией Texas Instruments в январе 2004 года. В переводе учтены и исправлены все опечатки отмеченные в Errata MSP430x1xx Family User’s Guide (slaz007) (июнь 2004), а также ряд ошибок, обнаруженных в процессе перевода.

Руководство пользователя MSP430x1xx – необходимый инcтрумент инженера-разработчика, работающего над созданием электронных приборов на базе популярных микроконтроллеров серии MSP430 со сверхнизким потреблением энергии.

ISBN 5-98730-001-0

9 7 8 5 8 9 7 3 0 0 0 1 3

ISBN 5-98730-001-0

© ЗАО «Компэл», 2004

Содержание

MSP430x1xxFamily

MSP430x1xxFamily

К ЧИТАТЕЛЮ......................................................................................................................................

9

Введение ..........................................................................................................................................

12

Об этом руководстве...........................................................................................................................

12

Дополнительная документация .........................................................................................................

12

Предупреждение FCC..........................................................................................................................

12

Принятые обозначения .......................................................................................................................

12

Глоссарий .........................................................................................................................................

13

Соглашения в обозначениях состояния битов регистров .....................................................................

14

Раздел I. Введение..........................................................................................................................

16

1.1. Архитектура ..................................................................................................................................

16

1.2. Гибкая система тактирования .....................................................................................................

17

1.3. Встроенная эмуляция ..................................................................................................................

18

1.4. Адресное пространство ...............................................................................................................

18

1.4.1. Flash-память программ....................................................................................................

19

1.4.2. ОЗУ ....................................................................................................................................

19

1.4.3. Периферийные модули ...................................................................................................

19

1.4.4. Регистры специального назначения (SFRs) ..................................................................

19

1.4.5. Организация памяти ........................................................................................................

20

Раздел II. Системный сброс, прерывания и рабочие режимы....................................................

22

2.1. Системный сброс и инициализация...........................................................................................

22

2.1.1. Сброс при включении питания (POR) ............................................................................

23

2.1.2. Сброс при пониженном напряжении питания (BOR)....................................................

23

2.1.3. Исходное состояние устройства после системного сброса.........................................

24

2.2. Прерывания ..................................................................................................................................

25

2.2.1. Немаскируемые прерывания ..........................................................................................

26

2.2.2. Маскируемые прерывания..............................................................................................

28

2.2.3. Обработка прерывания....................................................................................................

29

2.2.4. Векторы прерываний.......................................................................................................

31

2.3. Режимы работы ...........................................................................................................................

32

2.3.1. Вход и выход из режимов пониженного энергопотребления .....................................

34

2.4. Принципы создания приложений с низким энергопотреблением..........................................

35

2.5. Подключение неиспользуемых выводов...................................................................................

36

Раздел III. 16-разрядное RISC CPU................................................................................................

38

3.1. Введение в ЦПУ ............................................................................................................................

38

3.2. Регистры ЦПУ...............................................................................................................................

38

3.2.1. Программный счетчик (PC).............................................................................................

38

3.2.2. Указатель стека (SP)........................................................................................................

40

3.2.3. Регистр статуса (SR)........................................................................................................

41

3.2.4. Регистры генератора констант CG1 и CG2.....................................................................

43

3.2.5. Регистры общего назначения R4-R15............................................................................

44

3.3. Режимы адресации ......................................................................................................................

44

3.3.1. Регистровый режим.........................................................................................................

45

3.3.2. Индексный режим............................................................................................................

46

3.3.3. Символьный режим.........................................................................................................

47

3.3.4. Абсолютный режим .........................................................................................................

48

3.3.5. Косвенный регистровый режим .....................................................................................

49

3.3.6. Косвенный автоинкрементный режим...........................................................................

50

3.3.7. Прямой режим..................................................................................................................

51

Библиотека Компэла

4


Содержание

MSP430x1xxFamily

3.4. Набор команд ...............................................................................................................................

52

3.4.1. Команды с двойным операндом (Формат I)..................................................................

53

3.4.2. Команды с одним операндом (Формат II) .....................................................................

54

3.4.3. Команды перехода...........................................................................................................

54

3.4.4. Командные циклы и длина команд ................................................................................

91

3.4.5. Описание набора команд ................................................................................................

93

Раздел IV. Основной модуль тактирования..................................................................................

98

4.1. Введение в основой модуль тактирования................................................................................

98

4.2. Функционирование основного модуля тактирования ..............................................................

99

4.2.1. Возможности основного модуля тактирования в приложениях с малым

потреблением мощности ..............................................................................................

100

4.2.2. Осциллятор LFXT1..........................................................................................................

100

4.2.3. Осциллятор XT2..............................................................................................................

101

4.2.4. Осциллятор с цифровым управлением (DCO) ............................................................

101

4.2.5. DCO модулятор...............................................................................................................

104

4.2.6. Надежность работы основного модуля тактирования ...............................................

105

4.3. Регистры основного модуля тактирования .............................................................................

108

Раздел V. Контроллер флэш-памяти ..........................................................................................

112

5.1. Введение в флэш-память..........................................................................................................

112

5.2. Сегментация флэш-памяти.......................................................................................................

113

5.3. Функционирование флэш-памяти ...........................................................................................

113

5.3.1. Тактовый генератор флэш-памяти...............................................................................

114

5.3.2. Стирание флэш-памяти ................................................................................................

115

5.3.3. Запись в флэш-память..................................................................................................

119

5.3.4. Доступ к флэш-памяти во время записи или стирания.............................................

125

5.3.5. Останов цикла записи или стирания............................................................................

126

5.3.6. Конфигурирование и доступ к контроллеру флэш-памяти ......................................

126

5.3.7. Прерывания контроллера флэш-памяти.....................................................................

127

5.3.8. Программирование устройств с флэш-памятью........................................................

127

5.4. Регистры флэш-памяти ............................................................................................................

128

Раздел VI. Супервизор напряжения питания..............................................................................

134

6.1. Введение в SVS ..........................................................................................................................

134

6.2. Функционирование SVS ............................................................................................................

134

6.2.1. Конфигурирование SVS ................................................................................................

134

6.2.2. Функционирование компаратора SVS .........................................................................

134

6.2.3. Изменение битов VLDx ..................................................................................................

136

6.2.4. Рабочий диапазон SVS ..................................................................................................

136

6.3. Регистры SVS .............................................................................................................................

137

Раздел VII. Аппаратный умножитель ..........................................................................................

140

7.1. Введение в аппаратный умножитель .......................................................................................

140

7.2. Функционирование аппаратного умножителя ........................................................................

141

7.2.1. Операнд регистров.........................................................................................................

141

7.2.2. Регистры результата......................................................................................................

141

7.2.3. Примеры программного обеспечения .........................................................................

143

7.2.4. Косвенная адресация RESLO.........................................................................................

143

7.2.5. Использование прерываний .........................................................................................

144

7.3. Регистры аппаратного умножителя .........................................................................................

144

Раздел VIII. Контроллер DMA .......................................................................................................

146

8.1. Введение в контроллер DMA.....................................................................................................

146

Библиотека Компэла

5


MSP430x1xxFamily

8.2. Функционирование DMA ...........................................................................................................

146

8.2.1. Режимы адресации DMA...............................................................................................

146

8.2.2. Режимы переноса DMA .................................................................................................

149

8.2.3 Инициирование DMA-переносов ...................................................................................

154

8.2.4. Останов DMA-переносов ...............................................................................................

157

8.2.5. Приоритеты каналов DMA.............................................................................................

157

8.2.6. Длительность цикла DMA-переноса ............................................................................

157

8.2.7. Использование DMA с системными прерываниями...................................................

158

8.2.8. Прерывания контроллера DMA.....................................................................................

158

8.2.9. Использование модуля I2C с контроллером DMA.......................................................

159

8.2.10. Использование АЦП12 с контроллером DMA ...........................................................

159

8.2.11. Использование ЦАП12 с контроллером DMA ...........................................................

159

8.3. Регистры DMA ............................................................................................................................

160

Раздел IX. Цифровые входы/выходы.........................................................................................

166

9.1. Введение в цифровые входы/выходы .....................................................................................

166

9.2. Функционирование цифровых входов/выходов.....................................................................

166

9.2.1. Регистры ввода PxIN......................................................................................................

166

9.2.2. Регистры вывода PxOUT ...............................................................................................

167

9.2.3. Регистры направления PxDIR .......................................................................................

167

9.2.4. Регистры выбора функции PxSEL................................................................................

167

9.2.5. Прерывания Р1 и Р2 ......................................................................................................

168

9.2.6. Конфигурирование неиспользуемых выводов порта ................................................

169

9.3. Регистры цифровых входов/выходов......................................................................................

169

Раздел X. Сторожевой таймер .....................................................................................................

172

10.1. Введение в сторожевой таймер..............................................................................................

172

10.2. Функционирование сторожевого таймера ............................................................................

172

10.2.1. Счетчик сторожевого таймера....................................................................................

173

10.2.2. Сторожевой режим......................................................................................................

173

10.2.3. Режим интервального таймера ..................................................................................

174

10.2.4. Прерывания сторожевого таймера ............................................................................

174

10.2.5. Работа в режимах пониженного энергопотребления...............................................

175

10.2.6. Примеры программного обеспечения .......................................................................

175

10.3. Регистры сторожевого таймера .............................................................................................

176

Раздел XI. Таймер А ......................................................................................................................

180

11.1. Введение в таймер А................................................................................................................

180

11.2. Функционирование таймера А................................................................................................

180

11.2.1. 16-разрядный таймер-счетчик ...................................................................................

180

11.2.2. Запуск таймера ............................................................................................................

182

11.2.3. Управление режимом таймера ...................................................................................

182

11.2.4. Блоки захвата/сравнения ............................................................................................

187

11.2.5. Модуль вывода ............................................................................................................

189

11.2.6. Прерывания Таймера А................................................................................................

192

11.3. Регистры Таймера А.................................................................................................................

194

Раздел XII. Таймер В .....................................................................................................................

200

12.1. Введение в таймер В................................................................................................................

200

12.1.1. Сходства и различия с таймером А............................................................................

200

12.2. Работа таймера В .....................................................................................................................

201

12.2.1. 16-разрядный счетчик таймера..................................................................................

202

12.2.2. Старт таймера...............................................................................................................

202

Библиотека Компэла

6


Содержание

MSP430x1xxFamily

12.2.3. Управление режимом таймера ...................................................................................

203

12.2.4. Блоки захвата/сравнения ............................................................................................

207

12.2.5. Модуль вывода ............................................................................................................

210

12.2.6. Прерывания Таймера В................................................................................................

213

12.3. Регистры таймера В.................................................................................................................

216

Раздел XIII. Периферийный интерфейс USART, режим UART...................................................

222

13.1. Введение в USART: режим UART............................................................................................

222

13.2. Работа USART: режим UART ...................................................................................................

222

13.2.1. Инициализация и сброс USART..................................................................................

222

13.2.2. Формат символа ..........................................................................................................

224

13.2.3. Асинхронные коммуникационные форматы.............................................................

224

13.2.4. Разрешение приема USART ........................................................................................

228

13.2.5. Разрешение передачи USART .....................................................................................

229

13.2.6. Контроллер скорости передачи UART........................................................................

230

13.2.7. Прерывания USART......................................................................................................

236

13.3. Регистры USART: режим USART.............................................................................................

240

Раздел XIV. Периферийный интерфейс USART, режим SPI ......................................................

250

14.1. Введение в USART: режим SPI................................................................................................

250

14.2. Функционирование USART: режим SPI..................................................................................

250

14.2.1. Инициализация USART и сброс..................................................................................

252

14.2.2. Режим ведущего ..........................................................................................................

252

14.2.3. Режим ведомого ..........................................................................................................

253

14.2.4. Включение SPI..............................................................................................................

254

14.2.5. Управление последовательным тактированием .......................................................

255

14.2.6. Прерывания SPI............................................................................................................

257

14.3. Регистры USART: режим SPI...................................................................................................

258

Раздел XV. Периферийный интерфейс USART, режим I2C ........................................................

268

15.1. Введение в модуль I2C .............................................................................................................

268

15.2. Функционирование модуля I2C ...............................................................................................

268

15.2.1. Инициализация модуля I2C..........................................................................................

270

15.5.2. Последовательные данные I2C....................................................................................

271

15.2.3. Режимы адресации I2C ................................................................................................

272

15.2.4. Режимы работы модуля I2C ........................................................................................

273

15.2.5. Регистр данных I2CDR модуля I2C ..............................................................................

280

15.2.6. Генерация тактовых сигналов I2C и синхронизация.................................................

281

15.2.7. Использование модуля I2C в режимах пониженного энергопотребления ............

282

15.2.8. Прерывания I2C.............................................................................................................

283

15.3. Регистры модуля I2C ................................................................................................................

285

Раздел XVI. Компаратор А............................................................................................................

296

16.1. Введение в компаратор А........................................................................................................

296

16.2. Функционирование компаратора А........................................................................................

297

16.2.1. Компаратор...................................................................................................................

297

16.2.2. Входные аналоговые переключатели ........................................................................

297

16.2.3. Выходной фильтр ........................................................................................................

298

16.2.4. Генератор опорного напряжения................................................................................

298

16.2.5. Компаратор А, регистр отключения порта CAPD......................................................

299

16.2.6. Прерывания компаратора А........................................................................................

299

16.2.7. Использование компаратора А для измерения сопротивления элементов...........

300

16.3. Регистры компаратора А.........................................................................................................

302

Библиотека Компэла

7


MSP430x1xxFamily

Раздел XVII. АЦП12 .......................................................................................................................

306

17.1. Введение в АЦП12....................................................................................................................

306

17.2. Функционирование АЦП12......................................................................................................

307

17.2.1. 12-разрядное ядро АЦП ..............................................................................................

307

17.2.2. Входы АЦП12 и мультиплексор ..................................................................................

308

17.2.3. Генератор опорного напряжения................................................................................

309

17.2.4. Синхронизация выборки и преобразования .............................................................

310

17.2.5. Память преобразований..............................................................................................

312

17.2.7. Использование интегрированного температурного датчика...................................

318

17.2.8. Заземление АЦП12 и рассмотрение влияния помех................................................

318

17.2.9. Прерывания АЦП12......................................................................................................

319

17.3. Регистры АЦП12.......................................................................................................................

323

Раздел XVIII. АЦП10 ......................................................................................................................

332

18.1. Введение в АЦП10....................................................................................................................

332

18.2. Функционирование АЦП10......................................................................................................

333

18.2.1. 10-разрядное ядро АЦП ..............................................................................................

333

18.2.2. Входы АЦП10 и мультиплексор ..................................................................................

334

18.2.3. Генератор опорного напряжения................................................................................

335

18.2.4. Тактирование выборки и преобразования.................................................................

336

18.2.5. Режимы преобразования ............................................................................................

338

18.2.6. Контроллер переноса данных АЦП10 ........................................................................

343

18.2.7. Использование интегрированного температурного датчика...................................

348

18.2.8. Заземление АЦП и рассмотрение влияния помех ....................................................

349

18.2.9. Прерывания АЦП10......................................................................................................

350

18.3. Регистры АЦП10.......................................................................................................................

350

Раздел XIX. ЦАП12 ........................................................................................................................

358

19.1. Введение в ЦАП12....................................................................................................................

358

19.2. Функционирование ЦАП12......................................................................................................

358

19.2.1. Ядро ЦАП12 ..................................................................................................................

359

19.2.2. Опорный источник ЦАП12...........................................................................................

360

19.2.3. Обновление выходного напряжения ЦАП12 .............................................................

361

19.2.4. Формат данных DAC12_xDAT......................................................................................

361

19.2.5. Калибровка смещения выходного усилителя ЦАП12...............................................

362

19.2.6. Группировка нескольких модулей ЦАП12 .................................................................

363

19.2.7. Прерывания ЦАП12.....................................................................................................

364

19.3. Регистры ЦАП12.......................................................................................................................

365

8

Библиотека Компэла