【正文】 其次，獨特的時鐘系統(tǒng)設(shè)計。 畢業(yè)論文 首先， MSP430 系列單片機的電源電壓采用的是 ~ 電壓。當(dāng)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 。 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）。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。 MSP430 單片機的特點 MSP430 系列單片機的迅速發(fā)展和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，主要取決于以下的特點。 在 20xx 年中， TI 公司還推出了專門用于電量計量的 MSP430FE42X 和用于水表、氣表、熱表上的具有無磁傳感模塊的 MSP430FW42X 單片機。這樣一來，希望將實時操作系統(tǒng)（ RTOS ）引入 MSP430 的，就不會因 RAM 不夠而發(fā)愁了。 在這一新的系列中，有了兩個方面的發(fā)展。 蓬勃發(fā)展階段 在前一階段，引進(jìn)新技術(shù)和內(nèi)部進(jìn)行調(diào)整之后，為 MSP430 的功能擴(kuò)展打下了良好的基礎(chǔ)。這為系統(tǒng)軟件的升級提供了又一方便的手段。 這種以 Flash 技術(shù)與 FET 開發(fā)工具組合的開發(fā)方式，具有方便、廉價、實畢業(yè)論文 用等優(yōu)點，給用戶提供了一個較為理想的樣機開發(fā)方式。 MSP430 系列由于具有 Flash 存儲器，在系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)調(diào)試及實際應(yīng)用上都表現(xiàn)出較明顯的優(yōu)點。 F43X 、 F44X 系列是在 13X 、 14X 的基礎(chǔ)上，增加了液晶驅(qū)動器，將驅(qū)動 LCD 的段數(shù)由 3XX 系列的最多 120 段增加到 160 段。在 20xx 年 7 月推出 F13X/F14X 系列，在 20xx 年 7 月到 20xx 年又相繼推出 F41X 、 F43X 、 F44X 這些全部是 Flash 型單片機。而片內(nèi)高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器又只有 32X 系列才有。 33X 系列價格較高，比較適合于較為復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)。 這個時期的 MSP430 已經(jīng)顯露出了它的特低功耗等的一系列技術(shù)特點，但也有不盡如人意之處。 20xx 年推出了 11X/11X1 系列。 EPROM 型的價格昂貴，運行環(huán) 境溫度范圍窄，主要用于樣機開發(fā)。 MSP430 的 33X 、 32X 、 31X 等系列具有 LCD 驅(qū)動模塊，對提高系統(tǒng)的集成度較有利。 畢業(yè)論文 MSP430 單片機的發(fā)展 MSP430 系列是一個 16 位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機，在 1996 年問世，由于它具有極低的功耗、豐富的片內(nèi)外設(shè)和方便靈活的開發(fā)手段，已成為眾多單片機系列中一顆耀眼的新星。 系統(tǒng) 方框圖 圖 21 系統(tǒng)方框圖 畢業(yè)論文 3 MSP430F149 單片機 MSP430F149 核心芯片簡介 圖 31 MSP430F149 核心芯片 MSP430系列 單片機 是美國 德州儀器 (TI)1996年開始推向市場的一種 16 位超低功耗的混合信號處理器 (Mixed Signal Processor)。并應(yīng)用 C語言程序設(shè)計寫出單片機控制程序，實現(xiàn)單片機對步進(jìn)電機、直流電機的加減速、狀態(tài)顯示、電路繼電器開路與斷路的控制。由傳感器、驅(qū)動器、繼電器等常用工業(yè)控制設(shè)備作為主體。 畢業(yè)論文 2 系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計要求 進(jìn)電機的正反轉(zhuǎn)，加減速控制 ，加減速控制 開發(fā)設(shè)計思路 根據(jù)工業(yè)控制的現(xiàn)狀和電控技術(shù)，智能控制技術(shù)，基于單片機控制的試驗技術(shù)，設(shè)計完成簡單的工業(yè)控制電路。因此，開發(fā)我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件，打破外國 產(chǎn)品的壟斷，替代進(jìn)口，具有十分重要的意義。 由于先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此這些軟件也身價倍增。 作為工控軟件的一個重要組成部分，國內(nèi)人機界面組態(tài)軟件研制方面近幾年取得了較大進(jìn)展，軟件和硬件相結(jié)合，為企業(yè)測、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。通過在化工、石化、造紙等行業(yè)的數(shù)百個企業(yè)（裝置）中應(yīng)用，促進(jìn)了企業(yè)的技術(shù)改造，提高了生產(chǎn)過程控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造了明 顯的經(jīng)濟(jì)效益。工業(yè)控制 與上位機軟件控制、多元化、低功耗、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化是現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展趨勢。畢業(yè)論文 1 引言 自 20 世紀(jì) 80 年代初期誕生至今，工業(yè)控制軟件已有 20 年的發(fā)展歷史。工業(yè)控制 與上位機軟件相結(jié) 合， 是隨著 PC 機的興起而不斷發(fā)展的。 目前，我國已開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的實時監(jiān)控軟件平臺、先進(jìn)控制軟件、過程優(yōu)化控制軟件等成套應(yīng)用軟件，工程化、產(chǎn)品化有了一定突破，打破了國外同類應(yīng)用軟件的壟斷格局。 20xx 年 “ 九五 ” 國家科技攻關(guān)計劃項目 “ 大型骨干石化生產(chǎn)系統(tǒng)控制及計算機應(yīng)用技術(shù) ” 通過了驗收。在此基礎(chǔ)上，工業(yè)控制軟件將從人機界面和基本策略組態(tài)向先進(jìn)控制方向發(fā)展。在世界范圍內(nèi)形成了一個強大的流程工業(yè)應(yīng)用軟件產(chǎn)業(yè)。 在未來，工業(yè)控制軟件將繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性發(fā)展方向。系統(tǒng)硬件平臺搭建本著為性能可靠，工作穩(wěn)定，功能強大的總體設(shè)計原則， 采用高性能低功耗的 MPS430 單片機為核心。然后，應(yīng)用 VB 程序設(shè)計完成數(shù)據(jù)采集分析，同時使用 VB 程序自帶串口設(shè)計控件，完成向單片機串口發(fā)送指令的設(shè)計。最后，模擬工業(yè)控制的方式進(jìn)行調(diào)試和演示。稱之為混合信號處理器，主要是由于其針對實際應(yīng)用需求，把許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個芯片上，以提供 “ 單片 ” 解決方案?；貞? MSP430 系列單片機的發(fā)展過程，可以看出有這樣三個階段： 開始階段 從 1996 年推出 MSP430 系列開始到 20xx 年初，這個階段首先推出有 33X 、 32X 、 31X 等幾個系列，而后于 20xx 年初又推出了 11X 、 11X1 系列。每一系列有 ROM 型（ C ）、 OTP 型（ P ）、和 EPROM 型（ E ）等芯片。這也表明了這幾個系列的開發(fā)模式，即：用戶可以用 EPROM 型開發(fā)樣機；用 OTP 型進(jìn)行小批量生產(chǎn)；而 ROM 型適應(yīng)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。這個系列采用 20 腳封裝，內(nèi)存容量、片上功能和 I/O 引腳數(shù)比較少，但是價格比較低廉。它的許多重要特性，如：片內(nèi)串行通信接口、硬件乘法器、足夠的 I/O 引腳等，只有 33X 系列才具備。當(dāng)用戶設(shè)計需要更多考慮成本時， 33X 并不一定是最適合的。 尋找突破，引入 Flash 技術(shù) 隨著 Flash 技術(shù)的迅速發(fā)展， TI 公司也將這一 技術(shù)引入 MSP430 系列中。 F41X 單片機是目前應(yīng)用比較廣的單片機，它有 48 個 I/O 口， 96 段 LCD 驅(qū)動。并且相應(yīng)地調(diào)整了顯示存儲器在存儲區(qū)內(nèi)的地 址，為以后的發(fā)展拓展了空間。這是 TI 公司推出具有 Flash 型存儲器及 JTAG 邊界掃描技術(shù)的廉價開發(fā)工具 MSPFET430X110 ，將國際上先進(jìn)的 JTAG 技術(shù)和 Flash 在線編程技術(shù)引入 MSP430 。 另外， 20xx 年 TI 公司又公布了 BOOTSTRAP LOADER 技術(shù)，利用它可在燒斷熔絲以后只要幾根線就可更改并運行內(nèi)部的程序。 BOOTSTRAP 具有很高的保密性，口令可達(dá)到 32 個字節(jié)的長度。于是 TI 公司在 20xx 年底和 20xx 年期間又陸續(xù)推 出了 F15X 和 F16X 系列的產(chǎn)品。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 I 2 C 、 DMA 、 DAC12 和 SVS 等模塊。我們相信由于 MSP430 的開放性的基本架構(gòu)和新技術(shù)的應(yīng)用，新的 MSP430 的產(chǎn)品品種必將會不斷出現(xiàn)。 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(jié)構(gòu)，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(qū)動下指令周期為 125 ns 。 在運算速度方面， MSP430 系列單片機能在 8MHz 晶體的驅(qū)動下，實現(xiàn) 125ns 的指令周期。 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。 超低功耗 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。因而可使其在 1MHz 的時鐘條件下運行時， 芯片的電流會在 200~400uA 左右，時鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有 。在 MSP430 系列中有兩個不同的系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)：基本時鐘系統(tǒng)和鎖頻環(huán)（ FLL 和 FLL+ ）時鐘系統(tǒng)或 DCO 數(shù)字振蕩器時鐘 系統(tǒng)。由系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時鐘。 由于系統(tǒng)運行時打開的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同。在等待方式下，耗電為 ，在節(jié)電方式下，最低可達(dá) 。上電復(fù)位后，首先由 DCOCLK 啟動 CPU ，以保證 程序從正確的位置開始執(zhí)行，保證晶體振蕩器有足夠的起振及穩(wěn)定時間。如果晶體振蕩器在用做 CPU 時鐘 MCLK 時發(fā)生故障， DCO 會自動啟動，以保證系統(tǒng)正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復(fù)位。它們分別是看門狗（ WDT ）、模擬比較器 A 、定時器 A （ Timer_A ）、定時器 B （ Timer_B ）、串口 0 、 1（ USART0 、 1 ）、硬件乘法 器、液晶驅(qū)動器、 10 位 /12 位 ADC 、 16 位 SigmaDelta AD、直接尋址模塊（ DMA ）、端口 O （ P0 ）、端口 1~6 （ P1~P6 ）、基本 定時器 （ Basic Timer ）等的一些外圍模塊的不同組合。 MSP430 系列單片機的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。對于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器 開發(fā)成功之后在燒寫或掩膜芯片；對于 FLASH 型則有十分方便的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，因為器件片內(nèi)有 JTAG 調(diào)試接口，還有可電擦寫的 FLASH 存儲器，因此采用先下載程序到 FLASH 內(nèi)，再在器件內(nèi)通過軟件控制程序的運行，由 JTAG 接口讀取片內(nèi)信息供設(shè)計者調(diào) 試使用的方法進(jìn)行開發(fā)。開發(fā)語言有匯編語言和 C 語言。 MSP430 系列器件均為工業(yè)級的，運行環(huán)境溫度為 40~+ 85 攝氏度 ，所設(shè)計的產(chǎn)品適合用于工業(yè)環(huán)境下。 的啟動時間可以使啟動更加迅速 。 。將來計劃擴(kuò)大至 1MB。 3 種子令格式 ， 全部為正交結(jié)構(gòu) 。 7 種尋址模式 ， 目的操作數(shù)有 4 種尋址模式 。 ：對同時發(fā)生的中斷按優(yōu)先級別處理 。 ：全部寄存器不占用 RAM 空間，均在模塊內(nèi) 。 。 ：所有指令可以用任意尋址模式 。 ：所有模塊采用存儲器分配 。 畢業(yè)論文 MSP430 與 89C51 系列的比較 我國的多數(shù)讀者對 89C51 系列 的單片機是很熟悉的，為了加深對 MSP430 系列單片機的認(rèn)識，我們不妨將兩者進(jìn)行一下比較。其指令是采用的被稱為 “ CISC ” 的復(fù)雜指令集，共具有 111 條指令。這些內(nèi)核指令均為單周期指令，功能強，運行的速度快。正常情況下消耗的電流為 24mA ，在待機狀態(tài)下，其耗電電流仍為 3mA ；即使在掉電方式下，電源電壓可以下降到 2V，但是為了保存內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)，還需要提供約 50uA 的電流。正因為如此， MSP430 更適合應(yīng)用于使用電池供電的儀器、儀表類產(chǎn)品中。 MSP430 系列其基本架構(gòu)是16 位的，同時在其內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線經(jīng)過轉(zhuǎn)換還存在 8 位的總線，在加上本身就是混合型的結(jié)構(gòu)，因而對它這樣的開放型的架構(gòu)來說，無論擴(kuò)展 8 位的功能模塊，還是 16 位的功能模塊，即使擴(kuò)展模 /數(shù)轉(zhuǎn)換或數(shù) /模轉(zhuǎn)換這類的功能模塊也是很方便的。 最后，就是在開發(fā)工具上面。但是如何實現(xiàn)在線編程還是一個很大的問題。 應(yīng)使用的多種 MSP430 使用參數(shù)搜索為您的應(yīng)用找到合適的 MSP430 產(chǎn)品。 MSP430F5xx 基于閃存的 MCU 提 供 V 至 V 工作電 壓、高達(dá) 256kB的閃存和最高 25MIPS 的時鐘系統(tǒng)，內(nèi)置 4個 USCI 模塊。 MSP430F2xx 基于閃存的 MCU 提供 V 至 V 工作電壓、掉電復(fù)位及 16MIP（帶有基本時鐘） 。 MSP430 是一類現(xiàn)場 16 位數(shù)據(jù)線 FLASH 存儲器的單片機，該單片機以豐富的片上資源，高速和高精度而深受廣大單片機愛好者的青睞。通過設(shè)計的 PCB 板，可以應(yīng)用到大量的工業(yè)自動控制中，實現(xiàn)低功耗、低輻射、低污染的控制。 關(guān)于環(huán)境的操作 ,可以參考有關(guān)資料 ,其中可能遇到的問題及解決方法有 : 編是對源程序而言的 ,因此必須打開一個源文件才能匯編 ,而連接是對一個工程文件而言的 ,連接是對工程文件的所有源代碼 (包