Начинаем работать с микроконтроллерами msp430

Начинаем работать с микроконтроллерами msp430


Чип MSP430g2453IPW28 распаяный на адаптере TSSOP28-DIP28

Чипы AVR заслужили хорошую репутацию отчасти тем, что содержат АЦП даже в самых младших моделях микроконтроллеров. Аббревиатура MSP430 не случайно ассоциируется с DSP, данные чипы при вполне разумной стоимости могут нести в себе 16-битные или даже 24-битные сигма-дельта АЦП, а также есть целая линейка CC430 микроконтроллеров c радиомодулем(!) на борту. MSP430 (расшифровывается как Mixed Signal Processor) имеет 16-битную архитектуру что позволяет обрабатывать данные с АЦП за один прием, не обрезая их до 8-бит как на AVR. Данные микроконтроллеры изначально разрабатывались как малопотребляющие. Причем настолько малопотребляющие, что ввелась новая концепция устройств с одной батарей для всего жизненного цикла устройства. Семейства MSP430x5xx и MSP430x6xx включают в себя модуль DMA. Одним словом, это еще одна достойная замена устаревающим AVR.

Фирма производитель MSP430 — Texas Instruments — (прародитель легендарной TMS32010), разложена в Cеверной Америке, и там микроконтроллеры MSP430 чрезвычайно популярны. Кроме того им удалось портировать на свою архитектуру фреймворк Arduino и дав ему название Energia.

Справедливости ради, должен сказать, что есть у TI как вполне «взрослые» DSP, например TMS320C5535, так и микроконтроллеры серии MSP432 на ядре ARM Cortex-M4, который как известно имеет блок DSP.

Кстати, MSP430 примечателен своей архитектурой PDP-11, которая была чрезвычайно популярной в 70-80 года, в том числе и в СССР. В нашей стране был большой модельный ряд вычислительной техники на этой архитектуре, в том числе и вполне приличные модели, например «Электроника МС 0585».

Если касаться технической стороны, то архитектура PDP-11 было популярна своей ортогональностью. В TI попытались максимально воссоздать оригинальную PDP-11 архитектуру на RISC ядре с гарвардской архитектурой. И желание «пощупать» возрожденную легенду было одной из двух причин подтолкнувших меня к MSP430. Второй причиной было низкое энергопотребление. Мне нужен был эталонный чип, сравнивая с которым можно было бы сказать, что тот или иной чип такой то фирмы лучше или хуже, или допустим «на уровне». STM например, тоже предлагает энергоэффективные чипы, и далеко не факт, что они хуже MSP430. Посмотрим — узнаем.

Итак заскочив в ближайший радио-магазин, я приобрел чип MSP430G2453IPW28 в TSSOP28 корпусе за 150 рублей. Здесь возможно следует провести небольшой ликбез по модельному ряду. Хорошая классификация по семействам есть в англоязычной википедии. Я же немного расскажу своими словами как я понял положение дел.

В рунете есть много публикаций по серии MSP430x1xxx. Как понимаю это первая основная линейка запущенная еще в 1999-м году. Это хорошие микроконтроллеры, среди которых есть и такие популярные как msp430f149, они выпускаются, продаются, но. они устарели. Актуальная сейчас линейка, это MSP430x2xxx. Хороший материал по различиям между линейками MSP430F1xxx и MSP430F2xxx можно почитать здесь:

Кроме основной линейки MSP430F2xx, в 2010 году TI выпустила «оптимизированную по цене» Value Line, линейку с бувкеным индексом G. Для продвижения новой линейки на рынке, TI запустила рекламную компанию по продаже отладочного комплекта начального уровня Launchpad по бросовым ценам 4.3USD c доставкой(!). При том, что доллар тогда стоил 28р. получился такой реальный «Arduino Killer». И большое число публикаций касательно Launchpad’а относится именно к тому периоду. Вскоре халява закончилась, ценник подскочил в три раза, и тема пошла резко на спад.

Я отчаиваться не стал тому факту, что остался не удел, и взяв свежекупленный MSP430G2453IPW28, быстро распаял его на переходнике TSSOP28-DIP28.

Предлагаю взглянуть на характеристики этого чипа:

На мой взгляд, выглядит как ATmega8, разве что питание 3.3Вольта. Однако замечу, что в отличии от ATmega8 чип содержит модуль jtag, загрузчик, а так же GPIO можно сконфигурировать как входы touch-сенсоров. Кроме того, система команд поддерживает аппаратное умножение, правда отсутсвует деление.

Datasheet на чип скачать можно с официального сайта: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/msp430g2453.pdf

Первым делом нужно взглянуть на распиновку микросхемы:

Порты I/O здесь нумеруются не буквам, а цифрами: P1, P2 и т.д. Внешнее прерывание по одному на каждый порт, правда третий порт обошелся без него. Кроме jtag микросхему можно отлаживать через SBW-интерфейс. Интерфейсы SPI/I2C/UART объедены в один интерфейсный модуль USCI.

Прошивать чип будем через BSL(загрузчик). Часто можно прочитать, что BSL имеется в каждом чипе MSP430. ЭТО не так. Если в распиновке микросхемы нет ног с функциями BSL_receive/BSL_transmit, значит загрузчика там нет и его можно шить через jtag. В MSP430F20xx например, загрузчика нет. Зато в MSP430F2003 есть 16-битный сигма дельта АЦП 😉 Еще один миф — микроконтроллеры можно бесплатно заказать для освоения. Чудес не бывает, физ.лицам ничего не шлют.

Хитрые китайцы приноровились продавать BSL программаторы для неопытных людей. На самом деле сгодится любой USB-TTL конвертор с выведеными линиями RTS/DTR/TX/RX. Если вы занимались Arduino наверняка у вас такой есть:

У меня такого не было, зато со времен Arduino-мании осталась плата CraftDuino v1.0 На котором соответствующие выводы от FT232RL были выведены:

Оставалось только вытащить чип с ATmega, пропаять штыревой разъем PBS и плата превращалась в обычный USB-TTL конвертер.

FT232RL MSP430G2453
TX BSL_receive (P1.5)
RX BSL_transmit (P1.1)
DTR RST/NMI
RST TEST
Vcc (3.3V) DVCC
GND DVSS

Выглядит все это как-то так:

Но, повторюсь можно использовать любой другой USB-TTL или COM-TTL конвертер с линиями RTS и DTR

Найти программу-прошивальщик оказалось не простым делом. После некоторого времени безрезультативного поиска, нашел таки рабочий вариант здесь:

Сложность в том, что прошивки на чипе защищены паролем, и просто так ничего «для тестирования не считаешь». Поэтому сначала следует скомпилировать программу 😉 Кроме того версии загрузчиков разные, а MSP430G2453 относительно новый чип.

Ок, забегая вперед, допустим, что заветный hex файл с прошивкой у вас уже есть.Тогда:

Предупреждение! Все описанные ниже действия выполнялись из WindowsXP. Как это будет работать в более поздних Windows, я не имею представления.

Скачиваем и распаковываем архив, что в конце приведенной выше статьи. Для прошивки понадобится программа MspFet.exe

В опциях нужно выставить настройки также так указано в статье: т.е. RST invert выставить в True, выбрать тип программатора BSL, свой порт, сбросить галочку «Reload file». После чего следует открыть файл с прошивкой:

Как я понял, загрузчик не имеет функции проверки модели чипа в отличии от avrdude. Поэтому здесь выставлен первый попавшийся чип с 8Кб flash-памяти.

Если при нажатии на кнопку «AUTO» не появится красных надписей, то значит прошивка прошла успешно.

Если же такие надписи появились, то NAK это в принципе не страшно, мне думается что просто нужно скорость подобрать, а вот » Synchronization error » это уже означает что программа «не видит» чип, и значит что-то вы сделали не так.

Ок. Последний момент который нужно разобрать это: «как программировать?»

Хорошая новость заключается в том, что архитектура MSP430 поддерживается GCC. Это значит высокое качество кода, гибкая настройка оптимизации, привычный набор инструментов включая GDB.

Плохая новость заключается в том, собрать тулчейн самостоятельно для меня показалась задачей практически невозможной. В смысле у меня собиралась, но при линковке все-таки вылетала ошибка. Проблема в системной библиотеке glibc. На сайте проекта библиотеки mspgcc висит надпись : обсолит(устарело) и дальше ссылка на сайт TI. На сайте же я библиотеки не нашел, только компилятор, который при сборке требует библиотеку.

Поэтому самое простое, это взять готовый тулчейн. Он содержится в пакете Energia и к счастью имеется 64-битная версия:

После распаковки, каталог hardware/tools/msp430 нужно просто скопировать в /usr/local, после чего все заработает.

Но прежде чем начать компилировать blink, предлагаю не отворачиваться от Arduino-подобной Energia. Думаете она не сможет скомпилировать скетч под наш микроконтроллер? Не знаю как насчет программы расчета эфемерид, но Blink она мне скомпилировала)

Если заглянуть в меню «Board» там есть платы на похожих чипах: msp430g2452 и msp430g2253.

Читайте также  Индикатор неисправности стоп-сигнала

Теперь, если текстовым редактором открыть файл: hardware/msp430/boards.txt, и добавить туда секцию:

то можно будет выбрать launchpad c нужным чипом:

Остается лишь загрузить скетч и нажать «скомпилировать»:

Вуоля! И прошивка готовая лежит в каталоге /tmp/бла-бал-бла.cpp.hex

Осталось узнать, что это за такой RED_LED который мы научили мигать. Открыв файл hardware/msp430/variants/launchpad/pin_energia.h видим перед собой хорошо комментированный код:

Здесь 20-пиновый корпус, но в целом все понятно. RED_LED это пин P1.0

Ок. теперь попробуем то же самое сделать на Си. Вариант Blink для MSP430 на Си:

Здесь первым делом выключается Watchdog, т.к. в MSP430 он включен по умолчанию, а уже потом идет все остальное. На первый взгляд может показаться что ничего сложного нет, регистр на вход, регистр на уровень. Однако, если в AVR GPOI регистров для каждого порта было три, в STM8 их пять, то в MSP430 их девять!

Правда третий порт здесь «полевого образца», там РВВ поменьше. Вообще, по MSP430 очень рекомендую книгу: СЕМЕЙСТВО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ MSP430x2xx. Архитектура. Программирование. Разработка приложений. Это перевод выполненный фирмой «Компэл» официального User’s Guide.

Ну здесь вообще красота, AVR нервно курит в сторонке 😉 Запись константы в ячейку памяти одной командой, никаких промежуточных манипуляций с регистрами! BSET? Нафиг! XOR работает напрямую с РВВ! Это же ортогональная система команд! Волшебный цикл из пяти команд? Здесь он занимает всего цетыре!

Красота! Одним словом, мне здесь все нравится)

Для IAR текст программы практически не отличается:

Но там в свойствах линкера нужно указать, формат выходной прошивки Intel. После чего программу можно компилировать в hex файл и затем подхватывать его флешером.

Последняя момент, о котором осталось упомянуть: если кого-то при рассматривании распиновки микросхемы смутил знак инверсии над RST, то совершено справедливо. При подключении микроконтроллера на RST нужно подавать положительный потенциал, т.е. DVCC.

Начинаем работать с микроконтроллерами MSP430

Целью данной статьи является помощь в начале освоения микроконтроллеров MSP430 фирмы Texas Instruments.

Была сделана попытка систематизировать действия, которые позволят минимальными усилиями сделать первые шаги в освоении данного типа микроконтроллеров, не перегружая при этом специфичными и иногда трудными (если не сказать отталкивающими) сведениями. Статья не претендует на полноту обзора указанных микроконтроллеров, а лишь позволяет сделать первые шаги на пути их освоения.

Преимущества MSP430:

1. Очень широкая линейка для практически любых задач.

2. Очень широкий ряд корпусов, от DIP до очень мелких типа pqfp.

Весь доступный ряд можно посмотреть с помощью удобной странички от TI:

Перейдя по ссылкам слева и выбирая нужную серию попадаем в каталог:

Где можно выбрать нужный себе кристалл по объему Flash-памяти, ОЗУ, наличию USART, АЦП, корпуса и т.д. Сразу скажу, что я не использовал корпуса типа DIP. Корпус типа SOIC легко распаивается на самодельную плату изготовленную по технологии ЛУТ. Достаточно стабильно у меня получаются платы и для корпусов типа PW (расстояние между ногами 0,65мм).

3. Сверхнизкое потребление питания (бывает ну крайне важно). На этом остановимся поподробнее ниже с примерами и цифрами.

4. Мне также например нравиться то, что для одного и того же типа корпуса расположение ног для разных серий и типов в пределах серии одинаково. Это дает возможность легко заменить один тип на другой без изменения печатной платы.

5. Немаловажно, что все типы микроконтроллеров можно бесплатно заказать у TI для освоения.

В качестве примера два разных MSP430 в одинаковом корпусе, MSP430f2619 и MSP430f149:

Для начала освоения выберем msp430f1232 или msp430f1222, они отличаются только объемом flash памяти и абсолютно идентичны по расположению ног. Я считаю этот микроконтроллер самым ходовым в радиолюбительской практике. Его плюсом можно также назвать наличие модели его младшего брата msp430f1121 (без usart) в Proteus.

На этой странице есть даташит, а по этой ссылке прочие документы.

Документация от TI имеет особенность (для тех кто уже знаком с микроконтроллерами от, например AVR ATMEL). В даташите указываются специфичные именно для этого камня особенности (количество памяти, наличие USART, электрические характеристики и т.д.). А описание регистров находятся в документе MSP430x1xx Family User’s Guide (Rev. F) для серии msp430f1xx. Этот документ общий для всей серии.

Есть также настольные книги «руководство пользователя» и «рекомендации по применению».

А также примеры исходных кодов для семейства msp430f1x по ссылке.

Минимальная обвязка для включения микроконтроллера:

Сперва нам понадобятся макетка и программатор.

Пример моей макетки в файле к статье.

Теперь небольшое отступление на предмет программатора.

Микроконтроллеры msp430 могут быть запрограммированы следующим образом:
4-х проводной JTAG (прошивка и отладка (очень удобно)) бывает LPT и USB.
2-х проводной JTAG, так называемый Spyi-Bi-wire (прошивка и отладка) только USB.
BSL — последовательный интерфейс (только прошивка). COM или USB-COM.

Не все микроконтроллеры могут быть зашиты всеми указанными программаторами. Смотреть надо в даташите на каждый камень. (Так рекомендуемые для начала работы MSP430F1232 можно шить только по 4-х проводному JTAGу или по BSL) .

Где взять программатор? Естественно можно купить. Есть дорого фирменные от TI или от Olimex, а также море китайских клонов.

Например BSL (хотя bsl можно сделать из любого шнурка от сотового в котором есть линии RTS и DTR) можно найти на AliExpress.
JTAG через USB
JTAG через LPT

Также на сайте TI можно почти за даром заказать LaunchPad:

Который в своем составе имеет 2-х проводной JTAG Spy-Bi-Ware USB, но к сожаленью этот Spy-Bi-Wire есть не во всех камнях. Я поигрался. Мне не пригодилось (у меня практически не было камней с поддержкой spy-bi-wire) и я его отдал другу для освоения.

Также программатор можно сделать и самостоятельно. Где взять детали, смотрите в конце статьи.

В архиве программатор bsl.rar схема BSL программатора на переходнике USB-COM

В архиве программатор JTAG LPT-FET.rar схема и печатка для программатора LPT-FET. Необходимо отметить, что это упрощенная мной схема LPT-FET от Olimex

И ей требуется внешнее питание 3.3В от платы микроконтроллера. Плата получилась компактная и умещается в корпус DB-25.

Для BSL программатора корпуса еще нет, но скорее всего это будет кусок кабель-канала нужного сечения.

Выходные сигналы BSL программатора выведены на разъемы типа PLS. И отдельно выведено питание 3.3В (бонусом так сказать)

Оба типа мной собраны и работают.

Программировать через JTAG можно из среды разработки. А для программирования через BSL используется бесплатная и удобная программа от Kurt-а MSPFET. (Приложена в архиве или может быть скачана по ссылке)

Разработка кода может вестись в различных средах

Я использую IAR. Причем я не беру IAR от TI с ограничением кода, а спокойно зарегистрировавшись на iar.com скачиваем 30 дневную полнофункциональную версию IAR для msp430. (а потом можно и еще раз скачать и т.д.) по ссылке

Итак, допустим макетка сделана (нам в первую очередь нужно запаять стабилизатор на 3.3Вольта, светодиод на ножку P1.0 и разъем для LPT-FET. Кварц и прочее можно допаять позже). Программатор LPT-FET тоже.

Устанавливаем и запускаем IAR. Нажимаем create new project:

Даем свое название и вот окно проекта с типовым шаблоном.

Перво наперво правой кнопкой мыши кликаем по: название — debug -> option

Выбираем наш микроконтроллер

Меняем тип отладчика

Задаем, что у нас программатор lpt от olimex на lpt1

В окне сишного кода меняем весь на код из файла demo led.c, нажимаем F7 и видим:

Нажимаем зеленый треугольник и происходит заливка кода в микроконтроллер:

В открывшемся окне нажимаем «GO» старт программы:

В итоге, видим мигающий светодиод на плате.

Если у вас программатор типа BSL, то порядок действий следующий: в IAR выбираем нужный контроллер. Пишем код (например demo led.с).

Правой кнопкой по debug, option и ставим настройки в пункте linker как на рисунке:

Читайте также  Логический цифровой глубиномер

Жмем F7. Запускаем MSPFET от Kurta. Открывается окно. Нажимаем Setup. Выбираем программатор BSL.

Ставим настройки для выходных ног, патча бутлодера (есть фишка, но нам сейчас не надо), скорости (тоже пока не надо) и т.д.

Для программатора сделанного из TUSB3410 настройки выглядят так.

В выпадающем списке выбираем нужный микроконтроллер.

Меню, открыть, и идем в каталог где лежит наш тестовый проект. В нем ищем каталог Debug. В нем ищем каталог EXE:

И там выбираем файл прошивки с расширением .a43:

Открываем. Нажимаем кнопку auto. Все процесс пошел. В случае удачных действий получаем картинку

И мигающий светодиод. (Если в настройках msp-fet от Kurta поставить галочку перегружать файл, то в дальнейшем нет необходимости повторять все действия. Изменил прошивку в IAR. Нажал F7. Зашел в MSPFET. Нажал auto.)

Теперь вкратце об особенностях микрконтроллеров msp430.

Супер гибкая система тактирования. В примере мы использовали внутренний генератор на 750кГц. Можно изменять его частоту регистрами настройки DCO (смотри руководство пользователя). Можно на ноги XIN XOUT повесить кварц часовой или высокочастотный (причем для часового кварца конденсаторы уже есть внутри камня и их номинал можно выбирать). В программе можно легко переключаться с одного источника тактирования на другой. В купе с разными режимами спячки можно обеспечить беспрецедентное снижение энергопотребления. Например, затактировать таймер от ACKL настроенный на 32768Гц от часового кварца. Разрешить прерывание от таймера. В прерывании разбудить ядро и настроить тактирование ядра на максимальную частоту, быстро сделать необходимые вычисления и уйти опять в глубокий сон. Подробное описание систем тактирования и режимов питания смотрите в руководстве пользователя.

Вот простой пример для повторения.

Зашьем код из файла norma.c

Включаем через миллиамперметр и видим, что в моменты когда светодиод не горит ток потребления 230мкА.

Зашьем код из файла LPM0.c

Включаем через миллиамперметр и видим, что ток потребления 50мкА. (Данные замеры проводились тестером на пределе 20мА, но в качестве иллюстрации сойдет). Особенно целесообразно применение данных микроконтроллеров в паре с ЖК экранами, где столь малое энергопотребление проявляется в полной мере.

Кстати такое низкое потребление порождает и соответствующие проблемы, связанные с паразитным питанием. Особенно если учесть, что для питания достаточно 1.8В. При довольно насыщенной схеме, контроллер стартует от всего подряд, вплоть до usart. Поэтому будьте внимательны. Часто, микроконтроллер не выходит на связь с JTAG, пока не отключишь внешние схемы (если не приняты меры по исключению паразитного питания и согласования уровней).

Что не очень понравилось в MSP430 0- так это неудобно реализованная работа с Flash памятью для хранения каких либо переменных пользователя. Так называемая память info разбита на сегменты по 128 байт и беда в том, что записать можно в каждую ячейку отдельно, но только один раз. Для изменения ранее записанной ячейки необходимо стереть весь сегмент и заново записать в нужную ячейку. Это приводит к тому, что перед изменением любой ячейки необходимо сначала прочитать в ОЗУ все используемые ячейки, изменить необходимую, стереть весь сегмент и записать из ОЗУ все во info flash.

Итак, первый проект Вы удачно сделали и зашили в контроллер. Что дальше?

Для освоения периферии мне очень помогли примеры использования MSP430 от TI, ранее упомянутые в статье. Много примеров и проектов есть в книге «рекомендации по применению» от КОМПЭЛ.

Если вы решили сами собрать программатор для MSP430, то я рекомендую зарегистрироваться на сайте TI с указанием своего реального номера телефона и может быть даже выдуманным местом работы.

Заказать в качестве бесплатных образцов следующие компоненты:
— MSP430F1222IDW корпус soic
— MSP430F1232IDW корпус soic
— преобразователь COM-usb tusb3410 (для bsl программатора)
— стабилизатор reg104-3.3 в корпусе SOT223-5

Привезут в течении недели, возможно перед этим позвонят и спросят на русском языке зачем Вам это необходимо. Тут уж каждый сам за себя. Придумывайте что хотите. Как привезут, позвонят еще раз из службы доставки. Именно поэтому должен быть правильный телефон и адрес.

Быстрый старт с микроконтроллерами MSP430.

Немного отвлечемся от STM32 и сегодня займемся устройствами от Texas Instruments – микроконтроллерами MSP430. И эта статья будет посвящена так называемому быстрому старту с этими девайсами. Все опыты и эксперименты будут ставиться на недорогой отладочной платке – MSP430 LaunchPad.

Итак, открываем коробку с платой и достаем все, что нам понадобится. На данном этапе нам нужна лишь сама плата и USB-кабель для подключения ее к компьютеру. Смело втыкаем шнур в USB-разъем и ждем пока заботливый Windows установит нам необходимые драйвера. Но тут есть одна неприятность – драйвер MSP430 Application UART надо найти и установить самим. Не вопрос!

Идем на официальный сайт Texas Instruments и качаем IDE (я остановил свой выбор на IAR Embedded Workbench for MSP430). Архив скачан, распаковываем и идем в диспетчер устройств. Там находим наш девайс и указываем вручную пути к файлам драйвера, которые находятся в скачанном архиве в папке Drivers. В случае успеха отладочная плата будет определяться в диспетчере устройств следующим образом:

Первый этап позади, теперь необходимо установить IAR Embedded Workbench. Запускаем IAR и создаем новый проект. Для этого идем в Project->Create New Project. В появившемся окне выбираем следующее:

В результате получаем пустой проект, в который уже включен файл main.c. Теперь мы можем переходить к написанию собственного кода. Давайте по традиции начнем с портов ввода-вывода. На отладочной плате есть пользовательская кнопка и парочка светодиодов – а точнее два, красный и зеленый. Давайте так – если кнопка нажата горит зеленый, иначе красный Но перед тем как писать программу, посмотрим, какие же регистры отвечают в MSP430 за порты ввода-вывода. Итак, начинаем!

Регистр PxDIR.

Каждый бит этого регистра отвечает за режим работы соответствующего вывода микроконтроллера. Если в регистре бит равен 0, то ножка контроллера является входом, если бит равен 1 – выходом. Пусть, например, второй бит регистра P1DIR равен 1. Что это значит? А то, что вывод P1.1 работает в режиме выхода.

Регистр PxREN.

А этот регистр отвечает за включение/отключение подтяжки вверх/вниз. Тут больше и сказать то нечего.

Регистр PxOUT.

А вот здесь поинтереснее Если вывод у нас работает в режиме выхода, то биты этого регистра отвечают за уровень сигнала на ножке контроллера. Пусть у нас P1.3 работает как выход. Если мы выставим четвертый бит регистра P1OUT в 1, то на выводе P1.3 появится сигнал высокого уровня (логическая единица), если 4-ый бит P1OUT равен 0, то и сигнал на ножке контроллера низкого уровня.

Другое дело, если пин работает как вход. В этом случае биты этого регистра отвечают за подтяжку вывода. Вот небольшой примерчик, чтобы сразу все стало понятно. Пусть P1.0 – вход. Если нулевой бит P1OUT = 1, то подтяжка вверх, если нулевой бит равен 0, подтяжка вниз. Все очень логично!

Регистр PxIN.

Тут все просто – биты этого регистра соответствуют уровню сигнала на соответствующих пинах микроконтроллера. На входе – 1, в регистре – 1, на входе 0, и в регистре – 0. Каждому выводу, например, порта 1 (P1.0, P1.1…) соответствует свой бит регистра P1IN.

Регистры PxSEL и PxSEL2 отвечают за альтернативные функции выводов при использовании какой-либо периферии микроконтроллера.

Кроме всего вышеперечисленного, каждый пин портов 1 и 2 может работать в режиме внешнего прерывания. То есть при изменении сигнала на каком-либо выводе программа ускачет на обработку прерывания. Но мы пока не будем на этом останавливаться, а перейдем уже наконец-то к написанию кода программы. Осталось лишь разобраться, что и как подключено на нашей отладочной плате:

Видим, что кнопка висит на ножке P1.3, а светодиоды на P1.0 и P1.6.

Осталось совсем немного – а именно настроить наш проект и отладчик. Идем в настройки проекта и выбираем наш контроллер:

Читайте также  Электронная система учета посетителей

В этом же окне идем во вкладку Debugger и выбираем FET Debugger вместо Simulator. Теперь мы готовы прошивать контроллер!

В итоге при нажатии на кнопку мы должны увидеть горящий зеленый светодиод, а если кнопка не нажата, то горит красный. На этом, собственно, и все, с нашим первый проектом для MSP430 мы разобрались!

16-разрядное RISC CPU

В этом разделе описывается ЦПУ MSP430, режимы адресации и набор команд.

3.1 Введение в ЦПУ

ЦПУ включает возможности, специально созданные для современных технологий программирования, таких как вычисляемое ветвление, обработка таблиц и использование языков высокого уровня, подобных языку C. ЦПУ может выполнять адресацию в полном адресном диапазоне без использования страниц памяти.

ЦПУ обладает следующими возможностями:

  • RISC-архитектура с 27 командами и 7 режимами адресации;
  • Ортогональная архитектура, при которой каждая команда пригодна для каждого режима адресации;
  • Полный доступ ко всем регистрам, включая программный счетчик, регистры статуса и указатель стека;
  • Однотактные регистровые операции;
  • Большой 16-разрядный регистровый файл, уменьшающий количество обращений к памяти;
  • 16-разрядная адресная шина, обеспечивающая прямой доступ и ветвление во всем диапазоне памяти;
  • 16-разрядная шина данных, позволяющая напрямую манипулировать параметрами шириной в слово;
  • Генератор констант немедленно предоставляет шесть используемых наиболее часто значений, уменьшая размер кода;
  • Прямой обмен между ячейками памяти без промежуточной записи в регистр;
  • Команды и адресация в форматах «слово» и «байт».

Блок-схема ЦПУ показана на рис.3.1.

3.2 Регистры ЦПУ

ЦПУ включает шестнадцать 16-разрядных регистров. Регистры R0, R1, R2 и R3 имеют специальное назначение. Регистры с R4 по R15 являются рабочими регистрами общего назначения.

3.2.1 Программный счетчик (PC)

16-разрядный программный счетчик (PC/R0) указывает на следующую команду, которая будет выполняться. Каждая команда состоит из четного числа байтов (два, четыре или шесть), поэтому PC инкрементируется соответственно. Команды доступа в адресном пространстве 64 кБайт выполняются к границам слов, поэтому PC выравнивается к четным адресам. На рис.3.2 показана организация программного счетчика.


Рис.3-2 Программный счетчик

Программный счетчик PC может быть адресован всеми командами и во всех адресных режимах. Некоторые примеры:

3.2.2 Указатель стека (SP)

Указатель стека (SP/R1) используется ЦПУ для хранения адресов возврата из подпрограмм и прерываний. Стек основан на предекрементной постинкрементной схеме. Кроме того, указатель стека SP может использоваться со всеми командами и во всех адресных режимах. На рис.3.3 показана организация SP. Указатель стека SP инициализируется в ОЗУ пользователем и выравнивается к четным адресам.


Рис.3-3 Указатель стека


Рис.3-4 Использование стека

Особенности использования «SP» в качестве аргумента команд PUSH и POP описаны и показаны на рис.3.5.


Рис.3-5 Последовательность PUSH SP – POP SP

Указатель стека изменяется после выполнения команды PUSH SP. Указатель стека не изменяется после команды POP SP. Команда POP SP помещает SP1 в указатель стека SP (SP2=SP1).

3.2.3 Регистр статуса (SR)

Регистр статуса (SR/R2), используемый как регистр источника или получателя, может адресоваться в регистровом режиме только с помощью команд-слов. Прочие комбинации режимов адресации используются для поддержки генератора констант. На рис.3.6 показаны биты регистра статуса SR.


Рис.3-6 Биты регистра статуса

В таблице 3.1 приведено описание битов регистра статуса.

Таблица 3.1. Описание битов регистра статуса

3.2.4 Регистры генератора констант CG1 и CG2

Шесть обычно используемых констант генерируются с помощью регистров R2 и R3 генератора констант, что исключает необходимость использования дополнительного 16-разрядного слова в программном коде. Константы выбираются путем изменения режима адресации (As) регистра-источника, в соответствии с таблицей 3.2.

Таблица 3.2. Значения генераторов констант CG1, CG2

Регистр As Константа Комментарий
R2 00 — — — — — Регистровый режим
R2 01 (0) Режим абсолютной (безусловной) адресации
R2 10 00004h +4, побитовая обработка
R2 11 00008h +8, побитовая обработка
R3 00 00000h 0, обработка по словам
R3 01 00001h +1
R3 10 00002h +2, побитовая обработка
R3 11 0FFFFh -1, обработка по словам

Генератор констант обладает следующими преимуществами:

  • Не требуются особые команды
  • Код не содержит дополнительного слова для шести констант
  • Не требуется код (команда) доступа к памяти для получения константы

Ассемблер автоматически использует генератор констант, если одна из шести констант используется как непосредственный исходный операнд. При использовании регистров R2 и R3 в режиме генерации констант, адресация к ним не может быть явной – они действуют только как регистры-источники.

Генератор команд – расширенная система команд

Набор RISС-команд семейства MSP430 состоит только из 27 команд. Однако, генератор констант позволяет поддерживать MSP430-ассемблеру 24 дополнительные эмулированные команды. К примеру, команда с одним операндом:

CLR dst
эмулируется командой с двумя операндами такой же длины:

MOV R3,dst
где #0 замещается ассемблером, а R3 используется в режиме As=00

Команда INC dst замещается командой ADD 0(R3),dst

3.2.5 Регистры общего назначения R4-R15

Двенадцать регистров с R4 по R15 являются регистрами общего назначения. Все эти регистры могут быть использованы в качестве регистров данных, указателей адресов или индексных значений и доступны с помощью команд работы с байтами или словами, как показано на рис.3.7.

Пример операции регистр-байт Пример операции байт-регистр

Рис.3-7 Операции регистр-байт / байт-регистр

Начинаем работать с микроконтроллерами msp430

интересные РАДИОСХЕМЫ самодельные

  • ELWO
  • 2SHEMI
  • БЛОГ
  • СХЕМЫ
    • РАЗНЫЕ
    • ТЕОРИЯ
    • ВИДЕО
    • LED
    • МЕДТЕХНИКА
    • ЗАМЕРЫ
    • ТЕХНОЛОГИИ
    • СПРАВКА
    • РЕМОНТ
    • ТЕЛЕФОНЫ
    • ПК
    • НАЧИНАЮЩИМ
    • АКБ И ЗУ
    • ОХРАНА
    • АУДИО
    • АВТО
    • БП
    • РАДИО
    • МД
    • ПЕРЕДАТЧИКИ
    • МИКРОСХЕМЫ
  • ФОРУМ
    • ВОПРОС-ОТВЕТ
    • АКУСТИКА
    • АВТОМАТИКА
    • АВТОЭЛЕКТРОНИКА
    • БЛОКИ ПИТАНИЯ
    • ВИДЕОТЕХНИКА
    • ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ
    • ЗАРЯДНЫЕ
    • ЭНЕРГИЯ
    • ИЗМЕРЕНИЯ
    • КОМПЬЮТЕРЫ
    • МЕДИЦИНА
    • МИКРОСХЕМЫ
    • МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ
    • ОХРАННЫЕ
    • ПЕСОЧНИЦА
    • ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
    • ПЕРЕДАТЧИКИ
    • РАДИОБАЗАР
    • ПРИЁМНИКИ
    • ПРОГРАММЫ
    • РАЗНЫЕ ТЕМЫ
    • РЕМОНТ
    • СВЕТОДИОД
    • СООБЩЕСТВА
    • СОТОВЫЕ
    • СПРАВОЧНАЯ
    • ТЕХНОЛОГИИ
    • УСИЛИТЕЛИ

Здравствуйте уважаемые форумчане! Решил я поделится свежими знания по программированию нового микроконтроллера MSP430 для радиолюбителей.

Компания Техас Инструменс разработала для начинающих недорогой отладочный набор MSP-EXP430G2. На сегодняшний день это самое дешевое отладочное средство.
Я купил такой набор всего за 319 рублей. В него входит два микроконтроллера и отладочная плата с программатором с поддержкой внутрисхемной отладки.

Добавлено (24.12.2012, 22:51)
———————————————
На сайте производителя предполагаются две бесплатные среды разработки
Code Composer Studio
IAR Embedded Workbench Kickstart

Вот пример проекта мигание светодиода от таймера
Добавлено (24.12.2012, 23:13)
———————————————
#include

void main(void)
<
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT

BCSCTL1 |= DIVA_0; // ACLK/1
BCSCTL3 |= XCAP_3; // 12.5pF cap- setting for 32768Hz crystal
BCSCTL2 = SELS + SELM_2;

CCR0 = 512; // 512 -> 1 sec, 30720 -> 1 min
CCTL0 = CCIE; // CCR0 interrupt enabled
TA0CTL = TASSEL_2 + ID_3 + MC_1; // ACLK, /8, upmode

P1DIR = 0xFF; // All P1.x outputs
P1OUT = 0; // All P1.x reset

P2DIR = 0xFF; // All P2.x outputs
P2OUT = 0; // All P2.x reset

_BIS_SR(GIE); //interrupt Enable

while (1) // mainLoop
<

#pragma vector=TIMER0_A0_VECTOR
__interrupt void Timer0_A0 (void)
<
P1OUT ^= 0x01; // Toggle P1.0
>

IAR Embedded Workbench Kickstart — 4 кБт
Code Composer Studio — 16 кБт

Добавлено (25.12.2012, 22:50)
———————————————
Выкладываю инициализацию UARTа для связи с компьютером
скорость 9600 бод и подключен кварц 32768 Гц

void init_UART()
<
UCA0CTL1 |= UCSWRST; // Reset on USARTA
UCA0CTL1 |= UCSSEL_1; // CLK = ACLK
UCA0BR0 = 0x03; // 32kHz/9600 = 3.41
UCA0BR1 = 0x00; //
UCA0MCTL = UCBRS1 + UCBRS0; // Modulation UCBRSx = 3
UCA0CTL1 &=

UCSWRST; // **Initialize USCI state machine**
IE2 |= UCA0RXIE; // Enable USCI_A0 RX interrupt
>
void init_PORTS()
<
P1DIR = BIT1 + BIT2; // P1.1,2 outputs

P1SEL = BIT1 + BIT2; // P1.1 = RXD, P1.2=TXD
P1SEL2= BIT1 + BIT2; // P1.1 = RXD, P1.2=TXD

P1OUT = 0; // All P1.x reset

P2DIR = 0xFF; // All P2.x outputs
P2OUT = 0; // All P2.x reset
>

Добавлено (25.12.2012, 22:53)
———————————————
И обработчик прерывания
#pragma vector= USCIAB0RX_VECTOR
__interrupt void USCIAB0RX (void)
<
while (!(IFG2&UCA0TXIFG)); // USCI_A0 TX buffer ready?
UCA0TXBUF = UCA0RXBUF+1; // TX -> RXed character
unsigned int b = UCA0RXBUF;