【正文】 成環(huán)境之中，是一個(gè)功能很強(qiáng)的交互式調(diào)試器，可以幫助用戶查找出一些邏輯設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。 IAR Embedded Workbench 是一套完整的集成開發(fā)工具集合 ， 包括從代碼編輯器、工程 建立到 C/C++編譯器、連接器和調(diào)試器的各類開發(fā)工具 ， 它緊密結(jié)合了 Atmel ICE 2021 和 Atmel JTAG ICE，使用戶在開發(fā)和調(diào)試過程中，僅僅使用一種開發(fā)環(huán)境。 一整套的嵌入式開發(fā)環(huán)境，包括編輯、編譯、連接、調(diào)試軟件，主要支持 8到 16位處理器。因?yàn)橥ㄟ^ TMS也可以對(duì) TAP控制器進(jìn)行復(fù)位 (初始化 )。 c. TDI (Test Data Input) ： TDI是數(shù)據(jù)輸入的接口。一般，我們見到的開發(fā)板上都有一個(gè) JTAG接口，該 JTAG接口的主要信號(hào)接口就是這 5個(gè)，如圖 49所示 。在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，這些邊界掃描寄存器對(duì)芯片來說是透明的，所以正常的運(yùn)行不會(huì)受到任何影響 ， 這樣 邊界掃描寄存器提供了一個(gè)便捷的方式用以觀測(cè)和控制 所需要調(diào)試的芯片。邊界掃描鏈用來實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的輸入輸出的觀察和控制。利用這一原理，分時(shí)掃描在不同列線上的輸出的低電平，則當(dāng)在某一條行線上讀取到 “0”時(shí)，就可以唯一地確定是與哪一條列線相連的按鍵被按下了。上述只是說明了如何判定如何有鍵被按下，但不能判定具體是哪一個(gè)鍵。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。不過由于使用的硬件較復(fù)雜，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用 的 不多。C ： 為了區(qū)分正常顯示時(shí)間和調(diào)整時(shí)間的不同，在調(diào)時(shí)時(shí)顯示 “SET TIME”， 在正常顯示時(shí)間時(shí)顯示 “NOW TIME”用以區(qū)分。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線，接單片機(jī)的 P2口。 TC1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口 ，如圖 45所示。光線通過和不通過的組合就可以在屏幕上顯示出 圖像 來。 理論分析表明，同樣的驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)驅(qū)動(dòng)靜態(tài)顯示器時(shí)，其亮度為驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)顯示器的 n倍， n近似為顯 示位數(shù)。 前面只是對(duì)顯示器進(jìn)行原理上的闡述，沒有涉及 LED的驅(qū)動(dòng)問題 ， 其實(shí)這是一個(gè)非常重要的問題。動(dòng)態(tài)顯示只 需要 2個(gè) 8位端口，其中 P4通過 74HC244連接到顯示器 控制位選， P5連接 a～ h控制字選。 a. LED靜態(tài)顯示方式 在靜態(tài)顯示方式下，每位的字選線 (a～ h)與一個(gè) 8位端口相連。 其中， a～ g用于構(gòu)成 7筆字形， h用于 構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。一個(gè) 10181。如果XT2CLK信號(hào)沒有用做 MCLK和 SMCLK時(shí)鐘信號(hào)，可以用控制位 XT2OFF關(guān)閉 XT2。 其中 MSP430F149單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件。 計(jì)數(shù)器部分采用 74LS90進(jìn)行計(jì)數(shù)，而譯碼部分采用 74LS48七段譯碼驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯示器。顯示器采用共陽極七段顯示器。 程序存儲(chǔ)器 FLASH是 0FFFFH以下的一定數(shù)量的存儲(chǔ)空間，可存放系統(tǒng)程序或者應(yīng)用程序及 常數(shù)，可以避免斷電等意外情況而造成存儲(chǔ)的信息丟失。 11 圖 31 MSP430存儲(chǔ)空間分配 MSP430不同系列器件的存儲(chǔ)空間分布有很多相同之處： a)中斷向量被安排在相同的空間： OFFEO～ OFFFFH。 子系統(tǒng)時(shí)鐘 (SMCLK)：可由軟件選擇來自 LFXT1CLK和 DCOCLK，或者XT2CLK和 DCOCLK(由具體器件決定 )，然后經(jīng) 8分頻得到。 g. PxSEL (功能選擇寄存器 ) 各端口具有其他片內(nèi)外設(shè)功能， 為了減少引腳，將這些功能與芯片外的聯(lián)系通過復(fù)用 Px引腳的方式來實(shí)現(xiàn)。改變方向寄存器的內(nèi)容，輸出緩存的內(nèi)容不受影響。 端口 P1和 P2具有輸入 /輸出、中斷和外部模塊功能，端口 P P P5和 P6沒有中斷能力，其余功能和 P P2相同。除了程序流指令以外的所有操作，都是作為寄存器操 作 連同 7種源尋址方式和 4種目的操作數(shù)尋址方式來執(zhí)行的。 (UART/SPI)模式。 于 6181。在等待方式下，耗電為 ，在節(jié)電方式下，最低可達(dá) 。 在運(yùn)算速度方面， MSP430系列單片機(jī)能在 8MHz 晶體的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn) 125ns 的指令周期 。除了一般必須具有的 ROM、 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)外，隨著單片機(jī)檔次的提高，以適應(yīng)檢測(cè)、控制功能更高的要求，片內(nèi)集成的器件通常還有電源監(jiān)控與復(fù)位電路、 WDT、 A/D轉(zhuǎn)換器、 DMA控制器、中斷控制器、鎖相器、頻率合成器、字符發(fā)生器、聲音發(fā)生器、 CRT控制器、譯碼驅(qū)動(dòng)器等。特別是仿真工具要有延續(xù)性，能適應(yīng)多種 MCU，以免重復(fù)，增加開發(fā)費(fèi)用。在軟件設(shè)計(jì)方面，完成了鍵盤掃描程序 、 顯示 模塊 程序以及系統(tǒng)主程序的設(shè) 計(jì)。2021年推出了 F11X/11X1系列，這個(gè)系列采用 20腳封裝，內(nèi)存容量、片上功能和 I/O引腳數(shù)比較少，價(jià)格 也 比較低廉。 集多種領(lǐng)先技術(shù)于一體，以 16位 RISC處理器、超低功耗、高性能模擬技術(shù)及豐富的片內(nèi)外設(shè)、 JTAG仿真調(diào)試定義了新一代單片機(jī)的概念，給人以耳目一新的感覺?，F(xiàn)今，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 MSP430 單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì) 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 完成日期 基于 MSP430單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì) 摘 要 ： MSP430 系列是一個(gè) 16位的、具有精簡(jiǎn)指令集的、超低功耗的混合型單片機(jī) 。 由于電子鐘 、 石英表 、 石英鐘都 采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需 要經(jīng)常調(diào)校 。加之 TI優(yōu)良的服務(wù)，充分體現(xiàn)了世界級(jí)著名 IC廠商的勢(shì)力和綜合優(yōu)勢(shì)。在 2021年 7月推出了帶 ADC或硬件乘法器的F13X/F14X系列。 通過此次設(shè)計(jì)，可以了解 MSP430F149的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，理解 其 工作原理，同時(shí)可以掌握一般電子系統(tǒng)的調(diào)試方法。 穩(wěn)定，可靠性高，既能加密保護(hù)，又能方便升級(jí)。 課題研究意義 數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì) 時(shí) 、 分 、 秒 進(jìn)行 數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置 ， 廣泛用于個(gè)人家庭 、 車站 、 碼頭 、 辦公室等公共場(chǎng)所 ， 成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁?可少的必需品 ，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用 ， 使得數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表 , 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能 ， 諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備 ， 甚至各種定時(shí)電 器 的自動(dòng)啟用等，所有這些都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。 16位的數(shù)據(jù)寬度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器 (能實(shí)現(xiàn)乘加 )相配合，能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的某些算法 (如 FFT等 )。 另外， MSP430系列單片機(jī)的各成員都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。A。 8位并行端口，且 2個(gè) 8位端口有中斷能力。 MSP430F149芯片 CPU有 16個(gè)寄存器提供精簡(jiǎn)指令執(zhí)行時(shí)間。以 Px代表端口，介紹所有的 7個(gè)寄存器。 d. PxIFG (中斷標(biāo)志寄存器 ) 該寄存器有 8個(gè) 標(biāo)志位，標(biāo)志相應(yīng)引腳是否有待處理中斷的信息，即相應(yīng)引腳是否有中斷請(qǐng)求。 PxSEL用來選擇引腳的 I/O端口功能與外圍模塊功能。 SMCLK主要用于高速外圍模塊。 b)8位、 16位外圍模塊占用相同范圍的存儲(chǔ)器地址。程序代碼必須 有 地址尋址。 方案二：采用數(shù)字電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。用數(shù)字電路設(shè)計(jì)的電路的特點(diǎn)是軟件部分比較簡(jiǎn)單，但是其硬件電路比較復(fù)雜。 4*4的矩陣鍵盤作為系統(tǒng)的輸入，有調(diào)時(shí)、復(fù)位等功能；顯示電路部分采用 LCD液晶顯示器和 LED數(shù)碼管顯示器同時(shí)進(jìn)行顯示；擴(kuò)展電路是為系統(tǒng)預(yù)留的部分，在這部分可以進(jìn)行一些功能的添加，如鬧鈴、溫度顯示等功能。 圖 43 系統(tǒng)整體框圖 MSP430F149 芯片 顯示 電路 擴(kuò)展功能 電路 4*4 矩陣鍵盤 電源電路 晶振 14 電源穩(wěn)壓電路 電源通過穩(wěn)壓器接入單片機(jī)，穩(wěn)壓器選用 SPX1117低壓差穩(wěn)壓器。F的輸出電容可有效地保證穩(wěn)定性，然而在大多數(shù)應(yīng)用中，僅需要一個(gè)更小的 。這種顯示器有共陰極和共陽極兩種。只要在該位的字選線上出現(xiàn)字形碼，就顯示出相應(yīng)的字符。 動(dòng)態(tài)掃描的 工作過程為 ：由 P4向各個(gè)位輪流輸出掃描信號(hào)，使每一瞬間只有一個(gè)數(shù)碼管被選通 (共陰極低電平選通，共陽極高電平選通 )，然后由 P5送入該位所要顯示的字形碼，點(diǎn)亮該位字形段顯示的字形。如果驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力差，顯示器亮度就低，而驅(qū)動(dòng)器長(zhǎng)期在超負(fù)荷下運(yùn)行則很容易損壞，因此，對(duì) LED的驅(qū)動(dòng)就顯得非常重要。所以要使動(dòng)態(tài)顯示器達(dá)到靜態(tài)顯示器的亮度，必須將驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力提高 n倍。通俗地說，液晶顯示器就是兩塊玻璃中間夾了一層 (或多層 )液晶材料，液晶材料在信號(hào)控制下改變自己的透光狀態(tài)，于是就能在玻璃面板前看到 圖像 了。 第 1腳： VSS為地電源。 12345678910111213141516L C DC O N 16ENR /WRSGNDGNDR 1 61 0KD0D1D2D3D4D5D6D7+ 5V+ 5V+5V 圖 45 TC1602液晶顯示器 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器 (CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫 、 常用的符號(hào)和日文假名等，每一個(gè) 字符 都有 一個(gè) 固定 的代 碼， 比如 大寫 的英 文字 母 “A”的代 碼是 18 01000001B(41H)，顯示時(shí)模塊把地址 41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來 ，我們就能看到字母 “A”。 用液晶顯示器和數(shù)碼管顯示器同時(shí)顯示時(shí) 19 間，并在液晶顯示器的第一行顯示 “NOW TIME”或 “SET TIME”， 第二行顯示時(shí)間。 非編碼鍵盤是由若干個(gè)按鍵組合的開關(guān)矩陣，按鍵的作用只是簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的接通和斷開。 如圖 48所示，矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些。上面提 到的按鍵識(shí)別方法是這樣的：首先看輸入的行線，假設(shè) 4條列線都輸出低電平， 4條行線都是弱上拉至 Vcc的，在沒有任何按鍵按下時(shí)輸入都為 “1”。 比如說圖 42中的按鍵 7被按下，如果 ，則盡管按鍵被按下，仍然不能從 “0”，但由于 4條列線上掃描輸出低電平，只要按下超過 40毫秒的時(shí)間，必定能 等到 。而指令寄存器用來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)寄存器的控 制，例如：在芯片提供的所有邊界掃描鏈中，選擇一條指定的邊界掃描鏈作為當(dāng)前的目標(biāo)掃描鏈，并作為訪問對(duì)象。另外，芯片輸入 /輸出管腳上的邊界掃描 (移位 ) 寄存器單元可以相互連接起來，在芯片的周圍形成一個(gè)邊界掃描鏈(BoundaryScan Chain)。 圖 49 JTAG接口示意圖 下面，介紹這 5個(gè)接口信號(hào)及其作用。所有要輸入到特定寄存器的數(shù)據(jù)都是通過 TDI接口一位1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 JP1 JATG VCC TDO/TDI TDI TMS TCK GND RST 11 22 一位串行輸入的 (由 TCK驅(qū)動(dòng) )。 通過 TAP接口， 對(duì)數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行訪問的一般過程 如下 ： ，選定一個(gè)需要訪問的數(shù)據(jù)寄存器； TDI和 TDO之間； TCK驅(qū)動(dòng)，通過 TDI，把需要的數(shù)據(jù)輸入到選定的數(shù)據(jù)寄存器當(dāng)中去；同時(shí)把選定的數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)通過 TDO讀出來。集成的編譯器主要產(chǎn)品特征：高效 PROMable代碼、完全標(biāo)準(zhǔn) C兼容、內(nèi)建對(duì)應(yīng)芯片的程序速度和大小優(yōu)化器、目標(biāo)特性擴(kuò)充、版本控制和擴(kuò)展工具支持良好便捷的中斷處理和模擬、瓶頸性能分析、高效浮點(diǎn)支持、內(nèi)存模式選擇、工程中相對(duì)路徑支持 。 用戶在開發(fā)過程中會(huì)有各種不同的需求，例如：用戶可能需要開發(fā)適用于不同目標(biāo)系統(tǒng)硬件的應(yīng)用程序版本，也可能希望將正在調(diào)試的子程序包含到已經(jīng)開發(fā)好的早期版本中，但并不希望包含最終代碼；適用于不同目標(biāo)系統(tǒng)硬件的用戶應(yīng)用程序版本常常具有共同的源程序文件，用戶希望維護(hù)這些源程序文件中的一個(gè)，便能對(duì)應(yīng)用程序的每一個(gè)版本自動(dòng)進(jìn)行修改；應(yīng)用程序的不同 版本之間可能存在相互差異的源程序文件，如應(yīng)用中依賴于硬件特性的有關(guān)文檔，這些文件需要分別進(jìn)行維護(hù)，以適應(yīng)每一個(gè)目標(biāo)系統(tǒng)的版本。在 CSPY的管理下，用戶可以單步執(zhí)行程序，也可以在程序中設(shè)置斷點(diǎn)；可以顯示和修改指定內(nèi)存單元和區(qū)域的內(nèi)容；可以顯示和修改寄存器的內(nèi)容等，這樣就便于尋找程序中的錯(cuò)誤。由于 CSPY軟件模擬調(diào)試完全使用軟件模擬目標(biāo)處理器，不需要硬件，因此，對(duì)于許多 應(yīng)用來說這是一種高效而廉價(jià)的調(diào)試方法。 除了普通斷點(diǎn)， CSPY軟件模擬調(diào)試器可以設(shè)置立即斷點(diǎn)使程序暫停運(yùn)行。 ，具有可選用的源 (代碼 )。 。 Pragma偽指令。 b)指針變量 IAR C430的指針變量包括代碼指針和數(shù)據(jù)指針，都可以指向 0000H～