【文章內(nèi)容簡介】 就可更改并運行內(nèi)部的程序。這為系統(tǒng)軟件的升級提供了又一方便的手段。BOOTSTRAP 具有很高的保密性，口令可達到 32個字節(jié)的長度。TI公司在2002年底和2003年期間又陸續(xù)推出了F15x和F16x系列的產(chǎn)品。 在這一新的系列中，有了兩個方面的發(fā)展。一是從存儲器方面來說，將 RAM 容量大大增加，如F1611的RAM容量增加到了10KB。二是從外圍模塊來說，增加了I2C、DMA、DAC12 和SVS等模塊：～——活動模式：330μA at 1MHz, 3V——待機模式：——掉電模式（RAM數(shù)據(jù)保持）：，指令周期200ns——多種內(nèi)部電阻——單個外部電阻——32kHz晶振——高頻晶體——諧振器——外部時鐘源6. 帶有三個捕獲/比較寄存器的16位定時器（Timer_A）——MSP430C111：2K字節(jié)ROM，128字節(jié)RAM ——MSP430C112：4K字節(jié)ROM，256字節(jié)RAM ——MSP430P112：4K字節(jié)OTP，256字節(jié)RAM——PMS430E112：4KB EPROM, 256B RAM1120引腳塑料小外形寬體（SOWB）封裝，20引腳陶瓷雙列直插式（CDIP）封裝（僅EPROM）該CPU集成了16個寄存器，用于縮短指令執(zhí)行時間可以在一個時鐘周期內(nèi)完成寄存器間操作。其中R0R3這四個寄存器被用作特殊功能寄存器，分別作為程序計數(shù)器、堆棧指針、狀態(tài)寄存器、常數(shù)發(fā)生器，其余寄存器用作通用寄存器。外圍設備通過數(shù)據(jù)、抵制、控制總線與CPU相連，通過所有指令可以很容易的對它們進行控制。 在便攜式測量應用中，這種優(yōu)化的體系結構結合五種低功耗模式可以達到延長電池壽命的目的。MSP430系列的CPU采用16位精簡指令系統(tǒng)，集成有16位寄存器和常數(shù)發(fā)生器，發(fā)揮了最高的代碼效率。它采用數(shù)字控制振蕩器（DCO），使得從低功耗模式到喚醒模式的轉換時間小于6μs. MSP430x11x系列是一種超低功耗的混合信號微控制器，它擁有一個內(nèi)置的16位計數(shù)器和14個I/0引腳。 典型應用：捕獲傳感器的模擬信號轉換為數(shù)據(jù)，加以處理后輸出或者發(fā)送到主機。作為獨立RF傳感器的前端是其另一個應用領域。 整個指令集由51條指令構成，具有三種格式和七種尋址方式。每一條指令都既可以做字操作，又可做字節(jié)操作。表1總結了三種指令格式并舉例，尋址方式見表2表1 指令字格式雙操作數(shù)，源目的例：ADD R4，R5R4+R5224。R5單操作數(shù)，僅目的例：CALL R8PC224。(TOS),R8224。PC相對轉移,條件/無條件例： JNEJumponequal bit=0表2 尋址方式說明MSP430有一個活動模式和五個軟件可選的低功耗工作模式。一個中斷事件可以把系統(tǒng)從各種低功耗模式喚醒，響應中斷請求并且從中斷程序中返回原來的低功耗模式（AM）：所有時鐘均被激活。（LPM0）：CPU停止工作，外圍模塊繼續(xù)工作，ACLK和SMCLK有效，MCLK的環(huán)路控制無效。（LPM1）：CPU停止工作，外圍模塊繼續(xù)工作，ACLK和SMCLK有效，MCLK的環(huán)路控制無效，如果數(shù)字控制振蕩器（DCO）沒有被用于活動模式，其DC發(fā)生器被關閉。4. 低功耗模式2（LPM2）：CPU停止工作，外圍模塊繼續(xù)工作，ACLK有效，SMCLK和MCLK環(huán)路控制無效，DCO的DC發(fā)生器關閉。 5. 低功耗模式3（LPM3）：CPU停止工作，外圍模塊繼續(xù)工作，ACLK有效，SMCLK和MCLK環(huán)路控制無效，DCO的DC發(fā)生器關閉。 6. 低功耗模式4（LPM4）：CPU停止工作，外圍模塊繼續(xù)工作，晶體振蕩器停止工作，SMCLK和MCLK環(huán)路控制無效，并且數(shù)字控制振蕩器（DCO）的DC發(fā)生器被關閉。 MSP430單片機是TI公司1996年開始推向市場的超低功耗微處理器，另外他還集成了很多模塊功能，從而使得用一片MSP430 芯片可以完成多片芯片才能完成的功能，大大縮小了產(chǎn)品的體積與成本。如今，MSP430單片機已經(jīng)用于各個領域，尤其是儀器儀表、監(jiān)測、醫(yī)療器械以及汽車電子等領域。下面來說一下它的主要特點：（1）低電源電壓范圍，～。（2）超低功耗，擁有5種低功耗模式(以后會詳細介紹)。（3）靈活的時鐘使用模式。（4）高速的運算能力，16位RISC架構，125ns指令周期。（5）豐富的功能模塊，這些功能模塊包括：A：多通道10－14位AD轉換器；B：雙路12位DA轉換器；C：比較器；D：液晶驅動器；E：源電壓檢測；F：串行口USART(UART/SPI）；G：硬件乘法器；H：看門狗定時器，多個16位、8位定時器（可進行捕獲，比較，PWM輸出）；I：DMA控制器。（6）FLASH存儲器，不需要額外的高電壓就在運行種由程序控制寫擦歐哦和段的擦除；（7）MSP430芯片上包括JTAG接口，仿真調(diào)試通過一個簡單的JTAG接口轉換器就可以方便的實現(xiàn)如設置斷點、單步執(zhí)行、讀寫寄存器等調(diào)試；（8）快速靈活的變成方式，可通過JTAG和BSL兩種方式向CPU內(nèi)裝在程序。MSP430的復位信號有2種：上電復位信號（POR）、上電清除信號（PUC）。還有能夠觸發(fā)POR和PUC的信號：5種來在看門狗，1種來自復位管腳，1種來自寫FLASH鍵值出現(xiàn)錯誤所產(chǎn)生的信號。POR信號只在2種情況下發(fā)生：（1）微處理上電；（2）RST/NMI管腳上產(chǎn)生低電平時系統(tǒng)復位。PUC信號產(chǎn)生的條件：（1）POR信號產(chǎn)生；（2）看門狗有效時，看門狗定時器溢出；（3）寫看門狗定時器安全鍵值出現(xiàn)錯誤；（4）寫FLASH存儲器安全鍵值出現(xiàn)錯誤。POR和PUC兩者的關系：POR信號的產(chǎn)生會導致系統(tǒng)復位并產(chǎn)生PUC信號。而PUC信號不會引起POR信號的產(chǎn)生。無論是POR信號還是PUC信號觸發(fā)的復位，都會使MSP430從地址0xFFFE處讀取復位中斷向量，程序從中斷向量所指的地址處開始執(zhí)行。觸發(fā)PUC信號的條件中，除了POR產(chǎn)生觸發(fā)PUC信號外，其他的豆科一通過讀取相應的中斷向量來判斷是何種原因引起的PUC信號，以便作出相應的處理。系統(tǒng)復位（指POR）后的狀態(tài)為：（1）RST/NMI管腳功能被設置為復位功能；（2）所有I/O管腳被設置為輸入；（3）外圍模塊被初始化，其寄存器值為相關手冊上的默認值；（4）狀態(tài)寄存器SR復位；（5）看門狗激活，進入工作模式；（6）程序計數(shù)器PC載入0xFFFE處的地址，微處理器從此地址開始執(zhí)行程序。典型的復位電路有一下3種：（1） 在RST/NMI管腳上接100K歐的上拉電阻。（2）在（1），電容的一端接地，可以使復位更加可靠。（3）再（2）的基礎上，再在電阻上并接一個型號為IN4008的二極管，可以可靠的實現(xiàn)系統(tǒng)斷電后立即上電。MSP430單片機的時鐘系統(tǒng)MSP430根據(jù)型號的不同最多可以選擇使用3個振蕩器。我們可以根據(jù)需要選擇合適的振蕩頻率，并可以在不需要時隨時關閉振蕩器，以節(jié)省功耗。這3個振蕩器分別為：（1）DCO 數(shù)控RC振蕩器。它在芯片內(nèi)部，不用時可以關閉。DCO的振蕩頻率會受周圍環(huán)境溫度和MSP430工作電壓的影響，且同一型號的芯片所產(chǎn)生的頻率也不相同。但DCO的調(diào)節(jié)功能可以改善它的性能，他的調(diào)節(jié)分為以下3步：a：；b：；c：。（2）LFXT1 接低頻振蕩器。典型為接32768HZ的時鐘振蕩器，此時振蕩器不需要接負載電容。也可以接450KHZ~8MHZ的標準晶體振蕩器，此時需要接負載電容。（3）XT2 接450KHZ~8MHZ的標準晶體振蕩器。此時需要接負載電容，不用時可以關閉。低頻振蕩器主要用來降低能量消耗，如使用電池供電的系統(tǒng)，高頻振蕩器用來對事件做出快速反應或者供CPU進行大量運算。MSP430的3種時鐘信號：MCLK系統(tǒng)主時鐘；SMCLK系統(tǒng)子時鐘；ACLK輔助時鐘。（1）MCLK系統(tǒng)主時鐘。除了CPU運算使用此時鐘以外，外圍模塊也可以使用。MCLK可以選擇任何一個振蕩器所產(chǎn)生的時鐘信號并進行8分頻作為其信號源。（2）SMCLK系統(tǒng)子時鐘。供外圍模塊使用。并在使用前可以通過各模塊的寄存器實現(xiàn)分頻。SMCLK可以選擇任何一個振蕩器所產(chǎn)生的時鐘信號并進行8分頻作為其信號源。（3）ACLK輔助時鐘。供外圍模塊使用。并在使用前可以通過各模塊的寄存器實現(xiàn)分頻。但ACLK只能由LFXT1進行8分頻作為信號源。PUC復位后，MCLK和SMCLK的信號源為DCO，DCO的振蕩頻率為800KHZ。ACLK的信號源為LFXT1。MSP430內(nèi)部含有晶體振蕩器失效監(jiān)測電路，監(jiān)測LFXT1（工作在高頻模式）和XT2輸出的時鐘信號。當時鐘信號丟失50us時，監(jiān)測電路捕捉到振蕩器失效。如果MCLK信號來自LFXT1或者XT2，那么MSP430自動把MCLK的信號切換為DCO，這樣可以保證程序繼續(xù)運行。但MSP430不對工作在低頻模式的LFXT1進行監(jiān)測。5種低功耗模式分別為LPM0~LPM4(LOW POWER MODE)，CPU的活動狀態(tài)稱為AM(ACTVE MODE)模式。其中AM耗電最大，LPM4耗電最省。另外工作電壓對功耗的影響：電壓越低功耗也越低。系統(tǒng)PUC復位后，MSP430進入AM狀態(tài)。在AM狀態(tài)，程序可以選擇進入任何一種低功耗模式，然后在適當?shù)臈l件下，由外圍模塊的中斷使CPU退出低功耗模式，返回AM模式，再由AM模式選擇進入相應的低功耗模式，如此類推。工作模式的選擇由狀態(tài)寄存器SR中的SCGSCG0、OSCOFF、CPUOFF位控制。由于在CPU的頭文件中對CPU內(nèi)的各寄存器和模塊的各種工作模式都作了詳盡的定義，所以編程時盡可能的利用就是了。如：要進入低功耗模式0，可在程序中直接寫：LPM0。 。進入低功耗模式4，可以寫：LMP4。就可以了。退出低功耗模式如下： LPM0_EXIT。 //退出低功耗模式0 LPM4_EXIT。 //退出低功耗模式4中斷是MSP430微處理器的一大特色，有效地利用中斷可以簡化程序和提高執(zhí)行效率。MSP430的幾乎每個外圍模塊都能夠產(chǎn)生中斷，為MSP430針對事件（即外圍模塊產(chǎn)生的中斷）進行的編程打下基礎。MSP430在沒有事件發(fā)生時進入低功耗模式，事件發(fā)生時，通過中斷喚醒CPU，事件處理完畢后，CPU再次進入低功耗狀態(tài)。由于CPU的運算速度和退出低功耗的速度很快，所以在應用中，CPU大部分時間都處于低功耗狀態(tài)。MSP430的中斷分為3種：系統(tǒng)復位、不可屏蔽中斷、可屏蔽中斷。（1）系統(tǒng)復位的中斷向量為0xFFFE。（2）不可屏蔽中斷的中斷向量為0xFFFC。響應不可屏蔽中斷時，硬件自動將OFIE、NMIE、ACCVIE復位。軟件首先判斷中斷源并復位中斷標志，接著執(zhí)行用戶代碼。退出中斷之前需要置位OFIE、NMIE、ACCVIE，以便能夠再次響應中斷。需要特別注意點：置位OFIE、NMIE、ACCVIE后，必須立即退出中斷相應程序，否則會再次觸發(fā)中斷，導致中斷嵌套，從而導致堆棧溢出，致使程序執(zhí)行結果的無法預料。（3）可屏蔽中斷的中斷來源于具有中斷能力的外圍模塊，包括看門狗定時器工作在定時器模式時溢出產(chǎn)生的中斷。每一個中斷都可以被自己的中斷控制位屏蔽，也可以由全局中斷控制位屏蔽。多個中斷請求發(fā)生時，響應最高優(yōu)先級中斷。響應中斷時。因此，一旦響應了中斷，即使有優(yōu)先級更高的可屏蔽中斷出現(xiàn)，也不會中斷當前正在響應的中斷，去響應另外的中斷。MSP430 系列單片機的迅速發(fā)展和應用范圍的不斷擴大，主要取決于以下的特點。 　　強大的處理能力 MSP430 系列單片機是一個 16 位的單片機，采用了精簡指令集（RISC）結構，具有豐富的尋址方式（ 7 種源操作數(shù)尋址、 4 種目的操作數(shù)尋址）、簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在 8MHz 晶體驅動下指令周期為 125 ns 。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。 　　在運算速度方面， MSP430 系列單片機能在 8MHz 晶體的驅動下，實現(xiàn) 125ns 的指令周期。 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（能實現(xiàn)乘加）相配合，能實現(xiàn)數(shù)字信號處理的某些算法（如 FFT 等）。 　　MSP430 系列單片機的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時靈活方便。當系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時，用中斷請求將它喚醒只用 6us 。 低功耗 MSP430 單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低芯片的電源電壓及靈活而可控的運行時鐘方面都有其獨到之處.第三章 系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件電路部分由電源部分、充電主電路、MSP430單片機控制電路及其外圍電路、MOSFET驅動電路以及輔助電路幾部分組成。其中電源部分提供系統(tǒng)需要的電源。充電主回路根據(jù)PWM控制信號調(diào)整充電電壓及電流。MSP430單片機控制電路根據(jù)給定和反饋的偏差按照充電控制方案對充電電壓或電流進行PID調(diào)節(jié)。其外圍電路用來完成充電參數(shù)設置、充電狀態(tài)顯示等功能。MOSFET驅動電路完成對MOSFET門極驅動,保證MOSFET正常工作的功能。輔助電路完成電壓、電流、溫度的采樣。電動車的開發(fā)在全球范圍內(nèi)未能深入展開，其中，最重要也是最困難的一個問題是“充電”問題，主要是指充電模式和參數(shù)。在中國，電動車的大力發(fā)展已經(jīng)是迫在眉睫的事情，因而充電器及充電技術處于十分關鍵的位置。一個性能優(yōu)良的充電器要解決一系列理論問題，例如，防止或盡量減少極化效應；防止出現(xiàn)熱失控，防止或盡量減少失水效應；防止充電所形成的不可逆鹽化，等等。目前由于傳統(tǒng)的充電器充電速度慢，充電時間長、充電有效容量低、循環(huán)奉命短、對電池易損傷，快速充電技術至今未能完全充電主電路采用降