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MSP430F2XXX系列中文手册:TI微控制器解析
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更新于2024-07-23
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"MSP430F2XXX系列手册_中文版"
TI公司的MSP430F2XXX系列是一款高性能、低功耗的微控制器,适用于各种嵌入式应用。该系列的手册提供了详尽的技术指导,帮助开发者理解和利用其特性。
1. 简介
MSP430F2系列微控制器采用精简指令集(RISC)架构,设计目的是在保持低功耗的同时提供强大的计算能力。手册中对架构进行了详细介绍,包括其灵活性和优化的时钟系统,这些特性使得该系列芯片能够适应各种实时控制任务。
1.1 架构
MSP430F2系列的核心是高效的CPU,它支持多种工作模式以适应不同应用场景的功耗需求。此外,该系列还配备有灵活的时钟系统,允许用户在不同的时钟源之间切换,以实现最佳的能效比。
1.2 弹性时钟系统
该系列的时钟系统允许在运行时动态调整,以适应系统速度变化和电源管理的需求。它包括晶体振荡器、内部RC振荡器和低频振荡器等不同时钟源。
1.3 嵌入式仿真
MSP430F2系列集成有硬件调试和仿真支持,简化了开发过程,允许在目标系统上进行实时调试。
1.4 地址空间
该系列芯片的地址空间包括闪存/ROM、RAM、外设模块和特殊功能寄存器(SFR)。其中:
- 闪存/ROM用于存储程序代码;
- RAM用于临时数据存储;
- 外设模块如定时器、串口、ADC等,占用特定地址空间;
- SFRs是用于特定控制和状态监控的寄存器。
1.5 MSP430F2xxx系列的改进和增强
手册详细列举了这一系列相较于其他型号的改进,如更优化的功耗管理、增强的中断系统以及更多的内置功能。
2. 系统复位、中断和运行模式
系统复位和中断是微控制器中的关键功能,它们确保程序的正常运行和异常处理。手册详细解释了系统复位的类型,如欠压复位(BOR),以及不同类型的中断,包括不可屏蔽中断(NMI)和可屏蔽中断。此外,还介绍了如何进入和退出低功耗模式,以及在低功耗应用中应遵循的原则。
3. CPU
MSP430F2系列的CPU部分详细介绍了其寄存器、寻址模式和指令集。CPU寄存器包括程序计数器(PC)、堆栈指针(SP)、堆栈寄存器(SR)以及通用寄存器(R4-R15)等。手册还涵盖了各种寻址模式,如寄存器、已索引、符号、绝对、间接、间接自动递增和立即模式。最后,该部分详细阐述了指令集,包括双操作数指令、单操作数指令和跳转指令,为编程提供了全面的指导。
MSP430F2XXX系列手册是开发者深入了解和充分利用该系列微控制器的必备参考资料,无论是在硬件配置、软件开发还是系统优化方面,都能提供宝贵的信息和支持。
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18-7. MSP430 波特率发生器 .................................................................................................. 479
18-8. BITCLK 波特率时序...................................................................................................... 480
18-9. 接收错误................................................................................................................... 483
18-10. 发送中断操作 ............................................................................................................. 485
18-11. 接收中断操作 ............................................................................................................. 485
18-12. 干扰抑制,USART 接收未开始......................................................................................... 487
18-13. 干扰抑制,USART 激活................................................................................................. 487
19-1. USART 方框图:SPI 模式 .............................................................................................. 497
19-2. USART 主器件和外部从器件 ........................................................................................... 499
19-3. USART 从器件和外部主器件 ........................................................................................... 500
19-4. 主器件发送使能状态结构图 ............................................................................................. 500
19-5. 从器件发送使能状态结构图 ............................................................................................. 501
19-6. SPI 主器件接收使能状态结构图 ........................................................................................ 501
19-7. SPI 从器件接收使能状态结构图 ........................................................................................ 501
19-8. SPI 波特率发生器 ........................................................................................................ 502
19-9. USART SPI 时序 ......................................................................................................... 502
19-10. 发送中断操作 ............................................................................................................. 503
19-11. 接收中断操作 ............................................................................................................. 504
19-12. 接收中断状态图........................................................................................................... 504
20-1. OA 方框图................................................................................................................. 512
20-2. 两运放差分放大器........................................................................................................ 515
20-3. 两运放差分放大器 OAx 的相互连接.................................................................................... 516
20-4. 三运放差分放大器........................................................................................................ 517
20-5. 三运放差分放大器 OAx 的相互连接.................................................................................... 518
21-1. 比较器_A+ 方框图........................................................................................................ 523
21-2. 比较器_A+ 的采样和保持 ............................................................................................... 525
21-3. 在比较器输出端的 RC 滤波器响应..................................................................................... 526
21-4. 一个 CMOS 反相器/缓冲器中的传输特性和功耗 ..................................................................... 526
21-5. 比较器_A+ 的中断系统 .................................................................................................. 527
21-6. 温度测量系统 ............................................................................................................. 527
21-7. 温度测量系统的时序 ..................................................................................................... 528
22-1. ADC10 方框图 ............................................................................................................ 534
22-2. 模拟多路复用器........................................................................................................... 535
22-3. 采样时序................................................................................................................... 537
22-4. 模拟输入等效电路........................................................................................................ 537
22-5. 单通道单次转换模式 ..................................................................................................... 539
22-6. 通道序列模式 ............................................................................................................. 540
22-7. 单通道重复模式........................................................................................................... 541
22-8. 通道的重复序列模式 ..................................................................................................... 542
22-9. 一个块传输 ................................................................................................................ 544
22-10. 在一个块传输模式中的数据传输控制状态图表 ....................................................................... 545
22-11. 两个块传输 ................................................................................................................ 546
22-12. 在两个块传输模式中的数据传输控制状态图表 ....................................................................... 547
22-13. 典型的温度传感器传输功能 ............................................................................................. 549
22-14. ADC10 接地和噪声考虑(内部V
REF
) ................................................................................. 549
22-15. ADC10 接地和噪声考虑(外部V
REF
) ................................................................................. 550
22-16. ADC10 中断系统 ......................................................................................................... 550
23-1. ADC12 方框图 ............................................................................................................ 560
23-2. 模拟多路复用器........................................................................................................... 561
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23-3. 扩展的采样模式........................................................................................................... 563
23-4. 脉冲采样模式 ............................................................................................................. 563
23-5. 模拟输入等效电路........................................................................................................ 564
23-6. 单通道,单次转换模式 .................................................................................................. 565
23-7. 通道序列模式 ............................................................................................................. 566
23-8. 单通道重复模式........................................................................................................... 567
23-9. 通道的重复序列模式 ..................................................................................................... 568
23-10. 典型的温度传感器传输功能 ............................................................................................. 570
23-11. ADC12 接地和噪声考虑 ................................................................................................. 571
25-1. DAC12 反馈图 ............................................................................................................ 588
25-2. 输出电压与 DAC12 数据,12 位,直节二进制模式。 ............................................................... 590
25-3. 输出电压与 DAC12 数据,12 位,2 补码模式 ....................................................................... 590
25-4. 负偏移 ..................................................................................................................... 591
25-5. 正偏移 ..................................................................................................................... 591
25-6. DAC12 组更新举例,定时器_A3 触发器 ............................................................................. 592
26-1. SD16_A 方框图........................................................................................................... 598
26-2. 模拟输入等效电路........................................................................................................ 600
26-3. 梳状滤波器的频率响应,OSR = 32.................................................................................... 601
26-4. 数字滤波器阶跃响应和转换点 .......................................................................................... 602
26-5. 数字滤波器输出的使用位................................................................................................ 604
26-6. 输入电压与数字输出的关系 ............................................................................................. 605
26-7. 单通道操作 ................................................................................................................ 606
26-8. 典型的温度传感器传递函数 ............................................................................................. 607
27-1. SD24_A 模块框图 ........................................................................................................ 616
27-2. 模拟输入等效电路........................................................................................................ 618
27-3. OSR= 32 的梳状滤波器的频率响应.................................................................................... 620
27-4. 数字滤波器的阶跃响应和转换点........................................................................................ 620
27-5. 已使用位的数字滤波器输出 ............................................................................................. 622
27-6. 输入电压与数字输出 ..................................................................................................... 624
27-7. 单通道操作 - 示例 ........................................................................................................ 625
27-8. 集合通道操作 - 示例 ..................................................................................................... 626
27-9. 转换延迟预置- 示例 ...................................................................................................... 627
27-10. 使用预置的转换的开始 - 示例........................................................................................... 627
27-11. 预至和通道同步........................................................................................................... 628
27-12. 典型的温度传感器传输函数 ............................................................................................. 629
28-1. 嵌入式仿真模块 (EEM) 的大应用....................................................................................... 640
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图图表表列列表表
1-1. MSP430x2xx 系列改进和增强 ........................................................................................... 27
2-1. 中断源、标志、和矢量 .................................................................................................... 37
2-2. 针对基本时钟系统的运行模式 ............................................................................................ 39
2-3. 未使用引脚的连接 ......................................................................................................... 41
3-1. 状态寄存器位的说明....................................................................................................... 46
3-2. 常量发生器 CG1,CG2 的值............................................................................................. 46
3-3. 源/目的操作数寻址模式 ................................................................................................... 48
3-4. 寄存器模式说明 ............................................................................................................ 49
3-5. 已索引模式说明 ............................................................................................................ 50
3-6. 符号模式说明............................................................................................................... 51
3-7. 绝对模式说明............................................................................................................... 52
3-8. 间接模式说明............................................................................................................... 53
3-9. 间接自动递增模式说明 .................................................................................................... 54
3-10. 立即模式说明............................................................................................................... 55
3-11. 双操作数指令............................................................................................................... 57
3-12. 单操作数指令............................................................................................................... 58
3-13. 跳转指令 .................................................................................................................... 59
3-14. 中断和复位周期 ............................................................................................................ 60
3-15. 格式 II 指令周期和长度.................................................................................................... 60
3-16. 格式 I 指令周期和长度 .................................................................................................... 61
3-17. MSP430 指令集............................................................................................................ 62
4-1. SR 位说明................................................................................................................. 121
4-2. 常数发生器 CG1,CG2 的值 ........................................................................................... 122
4-3. 源/目的寻址 ............................................................................................................... 125
4-4. MSP430 双操作数指令 .................................................................................................. 143
4-5. MSP430 单操作数指令 .................................................................................................. 143
4-6. 条件跳转指令 ............................................................................................................. 144
4-7. 仿真指令................................................................................................................... 144
4-8. 中断、返回、和复位周期以及长度 ..................................................................................... 145
4-9. MSP430 格式 II 指令周期和长度 ....................................................................................... 145
4-10. MSP430 格式 I 指令周期和长度........................................................................................ 146
4-11. 针对寄存器模式的扩展字的说明........................................................................................ 147
4-12. 针对非寄存器模式的扩展字的说明 ..................................................................................... 149
4-13. 扩展双操作数指令........................................................................................................ 151
4-14. 扩展单操作数指令........................................................................................................ 153
4-15. 扩展仿真指令 ............................................................................................................. 155
4-16. 寻址指令,在 20 位寄存器数据上运行 ................................................................................ 156
4-17. MSP430X 格式 II 指令周期和长度 ..................................................................................... 157
4-18. MSP430X 格式 I 指令周期和长度...................................................................................... 158
4-19. 寻址指令周期和长度 ..................................................................................................... 159
4-20. MSP430X 的指令映射 ................................................................................................... 160
5-1. 基本时钟模块+寄存器.................................................................................................... 280
6-1. DMA 传输模式 ............................................................................................................ 289
6-2. DMA 触发操作 ............................................................................................................ 295
6-3. 通道的优先级 ............................................................................................................. 297
6-4. 最大单次传输 DMA 周期 ............................................................................................... 297
6-5. DMA 寄存器............................................................................................................... 300
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7-1. 擦除模式................................................................................................................... 310
7-2. 写入模式................................................................................................................... 313
7-3. BUSY=1 时的闪存访问 .................................................................................................. 318
7-4. 闪存存储器寄存器 ........................................................................................................ 321
8-1. PxSEL 和 PxSEL2 ....................................................................................................... 327
8-2. 数字 I/O 寄存器........................................................................................................... 331
9-1. SVS 寄存器 ............................................................................................................... 337
10-1. 安全装置定时器+ 寄存器 ................................................................................................ 344
11-1. OP1 的各地址 ............................................................................................................ 349
11-2. RESHI 的内容 ............................................................................................................ 349
11-3. SUMEXT 的内容 ......................................................................................................... 349
11-4. 硬件乘法器寄存器........................................................................................................ 352
12-1. 定时器模式 ................................................................................................................ 356
12-2. 输出模式................................................................................................................... 362
12-3. 定时器_A3 寄存器........................................................................................................ 367
13-1. 定时器模式 ................................................................................................................ 375
13-2. TBCLx 加载事件.......................................................................................................... 381
13-3. 比较锁存器的操作模式 .................................................................................................. 381
13-4. 输出模式................................................................................................................... 382
13-5. 定时器_B 的寄存器 ...................................................................................................... 388
14-1. USI 寄存器 ................................................................................................................ 403
14-2. 到 USI 寄存器的字访问.................................................................................................. 403
15-1. 接收错误条件 ............................................................................................................. 416
15-2. BITCLK 的调制模式...................................................................................................... 418
15-3. BITCLK 的调制模式...................................................................................................... 419
15-4. 常用波特率,设置,和错误,UCOS16= 0............................................................................ 422
15-5. 常用波特率,设置,和错误,UCOS16=1............................................................................. 423
15-6. USCI_A0 控制和状态寄存器 ............................................................................................ 426
15-7. USCI_A1 控制和状态寄存器 ............................................................................................ 426
16-1. UCxSTE 的操作 .......................................................................................................... 436
16-2. USCI_A0 和 USCI_B0 控制状态寄存器 ............................................................................... 442
16-3. USCI_A1 和 USCI_B1 控制状态寄存器 ............................................................................... 442
17-1. 状态更改中断标志........................................................................................................ 463
17-2. USCI_B0 控制和状态寄存器 ............................................................................................ 465
17-3. USCI_B1 控制和状态寄存器 ............................................................................................ 465
18-1. 接收错误条件 ............................................................................................................. 478
18-2. 常用的波特率,波特率数据和误差 ..................................................................................... 484
18-3. USART0 控制和状态寄存器 ............................................................................................ 488
18-4. USART1 控制和状态寄存器 ............................................................................................ 488
19-1. USART0 控制和状态寄存器 ............................................................................................ 505
19-2. USART1 控制和状态寄存器 ............................................................................................ 505
20-1. OA 输出配置 .............................................................................................................. 513
20-2. OA 模式选择 .............................................................................................................. 513
20-3. 两运放差分放大器控制寄存器设置 ..................................................................................... 515
20-4. 两运放差分放大器增益设置 ............................................................................................. 515
20-5. 三运放差分放大器控制寄存器设置 ..................................................................................... 517
20-6. 三运放差分放大器增益设置 ............................................................................................. 517
20-7. OA 寄存器................................................................................................................. 519
21-1. 比较器_A+ 寄存器........................................................................................................ 529
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22-1. 转换模式概述 ............................................................................................................. 538
22-2. 最大 DTC 周期时间 ...................................................................................................... 548
22-3. ADC10 寄存器 ............................................................................................................ 551
23-1. 转换模式概述 ............................................................................................................. 564
23-2. ADC12 寄存器 ............................................................................................................ 573
24-1. 示例区段 A结构........................................................................................................... 581
24-2. 支持的标签(器件专用)................................................................................................ 582
24-3. DCO 校准数据(器件专用)............................................................................................ 582
24-4. TAG_ADC12_1 的校准数据(器件专用) ............................................................................ 583
25-1. DAC12 满量程范围(V
REF
=V
eREF+
或 V
REF+
) ........................................................................... 589
25-2. DAC12 寄存器 ............................................................................................................ 593
26-1. 高输入阻抗缓冲器........................................................................................................ 600
26-2. 采样电容................................................................................................................... 601
26-3. 数据格式................................................................................................................... 605
26-4. 转换模式汇总 ............................................................................................................. 606
26-5. SD16_A 寄存器........................................................................................................... 609
27-1. 高输入阻抗缓冲器........................................................................................................ 618
27-2. 采样电容................................................................................................................... 619
27-3. 数据格式................................................................................................................... 623
27-4. 转换模式总结 ............................................................................................................. 624
27-5. SD24_A 寄存器........................................................................................................... 632
28-1. 2xx 嵌入式仿真模块的配置 ............................................................................................. 642
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