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

•Возможность внутрисхемного программирования Flash-памяти позволяет гибко изменять и обновлять программный код, производить регистрацию данных.

1.2.Гибкая система тактирования

Система тактирования разработана специально для использования в приложениях с питанием от батарей. Вспомогательная низкочастотная система тактирования (ACLK) работает непосредственно от обычного 32 кГц часового кристалла. Модуль ACLK может использоваться в качестве фоновой системы реального времени с функцией самостоятельного «пробуждения». Интегрированный высокоскоростной осциллятор с цифровым управлением (DCO) может быть источником основного тактирования (MCLK) для ЦПУ и высокоскоростных периферийных устройств. Модуль DCO становится активным и стабильным менее чем через 6 мкС после запуска. Решения на основе архитектуры MSP430 позволяют эффективно использовать высокопроизводительное 16-разрядное RISC CPU в очень малые промежутки времени:

•низкочастотная вспомогательная система тактирования обеспечивает работу микроконтроллера в режиме ультранизкого потребления мощности;

•активизация основного высокоскоростного модуля тактирования позволяет выполнить быструю обработку сигналов.

Рис. 1-1. Архитектура MSP430

MSP430x1xxFamily

1.3. Встроенная эмуляция

Специальная встроенная логическая подсистема эмуляции находится непосредственно в устройстве и доступна через JTAG без использования дополнительных системных ресурсов.

Выгоды встроенной эмуляции состоят в следующем:

• возможна фоновая разработка и отладка на полной рабочей скорости выполнения программы;

Рис. 1-2. Карта памяти

•поддерживается использование контрольных точек и пошаговое выполнение программы;

•объект внутрисхемной разработки имеет те же характеристики, что и в конечном устройстве;

•сохраняется целостность смешанных сигналов, на которую не влияют помехи кабельной разводки.

1.4.Адресное пространство

Семейство MSP430 имеет фон Ньюмановскую архитектуру с единым адресным пространством для регистров специального назначения (SFR), пери-

ферии, ОЗУ и Flash-памяти программ, в соответствии с рис. 1.2. Конкретное распределение памяти можно узнать из справочных данных на интересующее устройство. Доступ к программному коду выполняется всегда по четным адресам. Данные могут быть доступны как байты или как слова.

Общий объем адресуемой памяти составляет 64 кБ, с учетом предполагаемого расширения.

1.4.1. Flash-память программ

Начальный адрес Flash-памяти зависит от объема имеющейся памяти и различается для разных устройств. Конечный адрес Flash-памяти всегда 0FFFFh. Flashпамять может использоваться как для программного кода, так и для данных. Байты или слова таблиц данных могут сохраняться и использоваться непосредственно в Flash-памяти, что исключает необходимость копировать эти таблицы в ОЗУ перед дальнейшим использованием.

Таблица векторов прерываний занимает верхние 16 слов адресного пространства Flash-памяти, при этом вектор прерывания с наивысшим приоритетом находится в самом верхнем адресном слове Flash-памяти (0FFFEh).

1.4.2. ОЗУ

ОЗУ начинается с адреса 0200h. Конечный адрес ОЗУ зависит от объема представленной памяти и различается для каждого конкретного устройства. ОЗУ может использоваться как для программного кода, так и для данных.

1.4.3. Периферийные модули

Периферийные модули отображены в адресном пространстве. Адреса с 0100 до 01FFh зарезервированы для 16-разрядных периферийных модулей. Они будут доступны с помощью команд-слов. Если используются однобайтные команды, допустимы только четные адреса, при этом старший байт результата всегда будет содержать «0».

Адресное пространство с 010h по 0FFh зарезервировано для 8-разрядных периферийных модулей. Эти модули доступны с помощью однобайтных команд. Чтение байтов модулей с помощью команд-слов приведет к появлению в старшем байте непредсказуемого содержимого. Если в байт модуля будут записываться данные в виде слова, то в регистре периферийного модуля сохранится только младший байт этого слова, старший будет проигнорирован.

1.4.4. Регистры специального назначения (SFRs)

Некоторые функции периферии конфигурируются в SFRs. Регистры специального назначения расположены в низших 16-ти байтах адресного пространства и организованы в виде байтов. Обращение к регистрам SFRs производится только с использованием однобайтных команд. Назначение отдельных

MSP430x1xxFamily

битов регистров SFRs описано в техническом руководстве на каждое конкретное устройство.

1.4.5. Организация памяти

Байты расположены в четных или нечетных адресах. Слова располагаются только в четных адресах, как показано на рис.1.3. При работе с командамисловами должны использоваться только четные адреса. Младший байт слова всегда расположен по четному адресу. Старший байт – в следующем нечетном адресе. Например, если слово данных расположено по адресу xxx4h, то младший байт слова данных будет иметь адрес xxx4h, а старший байт слова адрес xxx5h.

Рис. 1-3. Биты, байты и слова в памяти, организованной побайтно

MSP430x1xxFamily

Системный сброс, прерывания и рабочие режимы

Этот раздел описывает системный сброс, прерывания и рабочие режимы семейства MSP430x1xx.

2.1.Системный сброс и инициализация

Всхеме системного сброса, показанной на рис. 2.1 источниками сброса могут быть сигналы сброса при включении (POR) и очистки при включении

Рис. 2-1. Схема сброса (POR) и очистки (PUC) при включении

(PUC). Различные события и исходные условия определяют, какой именно из этих сигналов будет сгенерирован.

Сигнал POR сбрасывает устройство. Он может быть сгенерирован в следующих трех случаях:

•включение устройства;

•появление сигнала низкого уровня на выводе RST/NMI, когда он сконфигурирован как вход сигнала «сброса»;

•низкий уровень питания при PORON = 1.

Сигнал PUC генерируется всегда при появлении сигнала POR, но сигнал POR не генерирует PUC. Следующие события приводят к появлению сигнала PUC:

•сигнал POR;

•срабатывание «сторожевого» таймера (только если сторожевой таймер активирован);

•произошло нарушение ключа безопасности «сторожевого» таймера;

•произошло нарушение ключа безопасности Flash-памяти.

2.1.1.Сброс при включении питания (POR)

Когда напряжение Vcc повышается медленно, детектор POR удерживает сигнал POR в активном состоянии до тех пор, пока Vcc не превысит уровень V(POR), как показано на рис. 2.2. Когда питающее напряжение Vcc повышается быстрее задержки POR, сигнал POR удерживается в активном состоянии в течение времени t(POR_DELAY) для корректной инициализации MSP430.

Рис. 2-2. Временные диаграммы сигнала POR

Если питающее напряжение циклически изменяется, его уровень должен упасть ниже значения V(min), чтобы гарантировано появился новый сигнал POR, когда напряжение восстановится снова. Если напряжение Vcc не падает ниже уровня V(min) в течение цикла или появляется кратковременная импульсная помеха, сигнал POR не генерируется и состояние после включения может быть некорректным. Точные параметры можно узнать из руководства по конкретному устройству.

2.1.2. Сброс при пониженном напряжении питания (BOR)

Некоторые устройства имеют схему сброса при пониженном напряжении питания (см. соответствующие справочные данные), вместо схемы детектирования и задержки POR. Схема сброса при пониженном напряжении питания детектирует понижение питающего напряжения, например, напряжение, подава-

MSP430x1xxFamily

емое или снимаемое с вывода Vcc. Схема сброса при пониженном напряжении сбрасывает устройство, вызывая появление POR-сигнала, когда напряжение прикладывается или снимается. Рабочие уровни показаны на рис. 2.3.

Рис. 2-3. Временные диаграммы схемы сброса при пониженном напряжении питания

Сигнал POR становится активным, когда напряжение Vcc достигает уровня Vcc(start). И остается активным до тех пор, пока Vcc не пересечет порог V(B_IT+) и не закончится выдержка t(BOR). Адаптивная задержка t(BOR) бывает больше при медленном изменении Vcc. Гистерезис VHys(B_IT-) введен, чтобы гарантировать, что питающее напряжение должно снизится ниже уровня V(B_IT-), прежде чем схемой сброса будет сгенерирован другой сигнал POR.

Поскольку уровень V(B_IT-) значительно выше уровня V(min) схемы POR, система BOR обеспечивает сброс при сбоях в источнике питания, когда напряжение Vcc не падает ниже уровня V(min). Точные параметры можно узнать из руководства по конкретному устройству.

2.1.3. Исходное состояние устройства после системного сброса

После снятия сигнала POR, MSP430 переходит в следующее состояние:

•Вывод RST/NMI конфигурируется как вход «сброса»

•Выводы ввода/вывода переключаются в режим ввода в соответствии с описанием в разделе «Цифровые входы/выходы»

•Другие периферийные модули и регистры инициализируются так, как описано в соответствующих разделах этого руководства