CS5460芯片在MSP430单片机中的应用
https://www.doczj.com/doc/2f17036364.html, 2007年07月25日
1. 引言
目前比较流行的电子电度表芯片如AD7750和AD7755（见《国外电子元器件》1999年第3期文章）存在着测量范围小，与MPU连接复杂，功能简单等缺点。CS5460是CRYSTAL 公司最新推出的带有串行接口的单相双向功率/电能计量集成电路芯片，该芯片比
AD7750和AD7755相比，具有结构简单，功能齐全，性能优良的特点，这些特点使其更便于与微处理器MPU接口并能方便地实现电压电流!功率的测量和用电量累积等功能。用具有超低功耗，高集成度，高可靠性的MSP430单片机与其相连接可简化电路设计，提高效能并广泛应用于功率测量和电子电表的数据采集以及电能计量领域。
2 .MSP430单片机简介
MSP430单片机是TI公司生产的超低功耗单片机。该系统将大量的外围模块整合到片内，也特别适合于设计片上系统；它是一个16位的精简指令构架，有大量的工作寄存器和数据存储器。它有如下特点：具有超低功耗，强大的处理能力，高性能模拟技术及丰富的片上外围模块，系统工作稳定，方便高效的开发环境。MSP40工作在1.8-3.6V 电压下，有正常工作模式（AM）和4种低功耗工作模式，在电源电压为3V时，各种模式的工作电流分别不同。单片机可以方便的在各种工作模式之间切换。MSP430 单片机引脚图如下。
图1 MSP430X11X系列引脚图
3. CS5460芯片简介
CS5460是CRYSTAL公司最新推出的带有串行接口的单相双向功率/电能计量集成电路芯片。CS5460增加了以下功能：（1）具有片内看门狗定时器（Watch Dog Timer）与内部电源监视器；（2）具有瞬时电流、瞬时电压、瞬时功率、电流有效值、电压有效值、功率有效值测量及电能计量功能；（3）提供了外部复位引脚；（4）双向串行接口与内部寄存器阵列可以方便地与微处理器相连接；（5）外部时钟最高频率可达20MHz；
(6)具有功率方向输出指示。这些增加的功能更加便于与微处理器（MPU）接口，并能方便地实现电压、电流、功率的测量和用电量累积等功能。
3.1 CS5460的基本内部结构
CS5460内部集成了两个△-∑A/D转换器、高、低通数字滤波器、能量计算单元、串行接口、数字-频率转换器、寄存器阵列和看门狗定时器等模拟、数字信号处理单元,其内部结构框图如图2所示。
图2 CS5460的基本内部结构
3.2 CS5460的引脚排列和功能
图3 CS5460引脚图
1脚XOUT：晶体振荡器输出；2脚CPUCLK：CPU时钟输出；3脚VD+：数字电路电源正极；4脚DGND：数字地；5脚SCLK：串行时钟输入；6脚SDO：串行数据输出；7
脚CS：片选；8脚NC：空脚；9脚VIN+：差分电压正输入端；10脚VIN-：差分电压负输入端；11脚VREFOUT：参考电压输出；12脚VREFIN：参考电压输入；13脚VA-：模拟地；14脚VA+：模拟电源正极；15脚IIN-：差分电流负输入端；16脚IIN+：差分电流正输入端；17脚PFMON：电源掉电监视输出；18脚NC：空脚；19脚REST：复位输入；20脚INT：中断输出；21脚EOUT：电能脉冲输出；22脚EDIR：功率方向指示输出；23脚SDI：串行数据输入；24脚XIN：晶体振荡器输入。
4 硬件设计
单片机MSP430通过和单相双向功率／电能计量芯片CS5460集成电路芯片组成的硬件的电路。通过低压差调节器LP2951ACM3.0 向MSP430单片机VCC引脚提供3.0V的工作电压。引脚VSS接地。引脚REST，CS，SD1，SDO，SCLK，EDIR接P1.0—P1.5口，接受来自单片机的信号，INT接RST/NMI引脚使单片机MSP430接受来自芯片CS460的中断。EOUT接XIN的晶体振荡器连接，接受来自芯片CS5460的XIN引脚晶振的输入。VREFIN，DGND，VREFOUT，VA-接电容C1为0.1uF，再接地。VIN-，VIN+，HN+，HN-接两个变压器为CS5460芯片提供+5V的电压，VD+，VA+接R3电阻接电容再接地。C1，R1，D1，D2和C2，R2，D3，C3组成的电路向CS5460芯片的模拟数字电源正极输入+5V电压。
PFMON接R4再接R5与地接监视模拟电源输入是否低于阈值。
图4硬件原理图
5 软件设计
CS5460的串行接口部分集成了一个带有发送／接收缓冲器的状态机，状态机在SCLK上升沿解释8位命令字。根据对命令的解码，状态机将执行相应的操作，或者为把寻址的内部寄存器的数据传送到发送缓冲区，写操作在数据传输前要等24个SCLK周期。通过寄存器读／写命令，数据可被写入或从CS5460中读出。数据的读、写通过向串口SDI引脚写入相应的8位命令字(高位在前)来启动。一些命令字在执行时受周期计数寄存器和配置寄存器内容的影响，需要先对周期计数器和配置寄存器内容进行正确设置。寄存器写指令后必须跟24位数据，先写命令字启动写操作，然后随着24个连续的串行时钟脉冲，CS5460将从串行输入引脚SDI接收串行数据，一旦收到数据，状态机便将数据写入配置寄存器并返回到命令模式。通过SDI引脚写入命今后，可从SDO引脚读出数据。
图五读写时序
下面依照时序分别给出读写的基本C程序。
Main()
{ char cdata , didata;
Scanf(“%s,%s”,&cdata,&didata);
IC?_writeCS5460(cdata);
IC_ReadCS5460(didata);}
Void IC?_writeCS5460(unsigned char CData) { unsigned char i;
CS5460_SCLK_0; //时钟置零
CS5460_CS_0; //片选置零
For(i=0;i<8;i++) //开始一个字节的CData { CS5460_SCLK_0; //时钟置零
Delay_us(5); //相当于5个NOP
CS5460_SCLK_1; //时钟置1
Delay_us(5); //相当于5个NOP
If ( CData&0x80)
{ CS5460_SDI_1;}
else { CS5460_SDI_0;} //判断要写入的内容最高位是否为１，是１写１，CData＋＝CData;} }不是写０，再左移数据，循环写８次Unsigned int IC_ReadCS5460(unsingned char DIDATA)
{ unsigned char i , j;
Unsigned int DATA; //要返回的内容
DATA＝０； //要返回的内容先清零
IC_WriteCS5460(DIDATA); // 写入程序状态字
CS5460_SCLK_0; //时钟置零
For(j=0;j<2;j++)
{ DATA+=DATA; // 2个字节的循环，根据需要可以改成3个字节 For(i=0;i<7;i++) //先循环要返回的内容（左移一位）
{ CS5460_SDI_1;
CS5460_SCLK_0; //以下开始读出一个字节的8b循环
Delay_us(5); //SDI口置1
If(PINC&(1< { DATA=DATA+1; //延时5us DATA+=DATA;}} //要读的内容最高位为1，则写1，否则写0，再左移 CS5460_SDI_0; //SDI口置1 CS5460_SCLK_0; //时钟置零 Delay_us(5); //延时5us CS5460_SCLK_1; //时钟置1 Delay_us(5); //延时5us If（PINC&(1< { DATA=DATA+1;} //读一个字节最后一位时单独处理，是1补1，不是则跳到CS5460_SCLK_0; // 下一步，回到上面左移1位，相当于补0 CS5460_SDI_1; //SDI口置1 Delay_us(2); //延时2us CS5460_CS_1; } //片选置0 Return(DATA);} //返回要读的内容 6．结束语 以上介绍的是以单片机MSP430为核心基于CS5460芯片的应用。该系统具有低功耗，高集成度，高性能和高可靠性等特点。本系统实现了MSP430单片机和CS5460芯片的硬件设计在功率测量中的应用并且给出了单片机MSP430和CS5460读写的C程序。 7．参考文献 1．CRYSTAL公司产品资料.1990.10. 2．沈金官.《电网监控技术》中国电力出版社。1997.6. 3．王福瑞.<<单片微机测控系统设计大全》.北京航空航天大学出版社.1998.4 4．何立民.《单片机应用技术选编》1-7.北京航空航天大学出版社。 5．何立民.MCS 51 单片机应用系统设计[M] . 北京:北京航空航天大学出版 社,1993. MSP430单片机课程设计 一．设计要求 数字温度计 （1）用数码管（或LCD）显示温度和提示信息； （2）通过内部温度传感器芯片测量环境温度； （3）有手动测量（按测量键单次测量）和自动测量（实时测量）两种工作模式； （4）通过按键设置工作模式和自动测量的采样时间（1秒～1小时）； （5）具备温度报警功能，温度过高或过低报警。 二．系统组成 系统由G2Launch Pad及其拓展板构成，单片机为MSP430G2553。 I2的通信方式对IO进行拓展，芯片为TCA6416A； 使用C 使用HT1621控制LCD; 三．系统流程 拓展的四个按键key1、key2、key3、key4分别对应单次测量、定时测量、定时时间的增、减。定时时间分别为1s,5s,15s,30s,60s。在自动测量模式下，当温度超过设定温度上限 即报警，报警时在LCD屏幕显示ERROR同时LED2闪烁，在5s后显示0℃。此时可重新开始手动或自动测量温度。 系统示意图： 四.演示 a)手动测量温度 b)自动测量温度 c)报警 显示ERROR同时LED闪烁d）设置时间界面 五．代码部分 #include "MSP430G2553.h" #include "TCA6416A.h" #include "LCD_128.h" #include "HT1621.h" #include "DAC8411.h" #define CPU_F ((double)8000000) #define delay_us(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000000.0)) #define delay_ms(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000.0)) static int t=0; long temp; long IntDeg; void ADC10_ISR(void); void ADC10_init(void); void LCD_Init(); void LCD_Display(); void GPIO_init(); void I2C_IODect(); void Error_Display(); void WDT_Ontime(void); void LCD_Init_AUTO(); void LCD1S_Display(); 第一章 1. MCU(微控制器单元)与MPU(微处理器单元)的区别 MCU集成了片上外围器件，而MPU不带外围器件，是高度集成的通用结构的处理器。是去除了集成外设的MCU。 2. MSC430单片机的不同系列的差别 MSP430系列单片机具有超低功耗、处理能力强大、片内外设丰富、系统工作稳定、开发环境便捷等显着优势，和其他类型单片机相比具有更好的使用效果、更广泛的应用前景。 3. MSC430单片机主要特点 1.超低功耗 2. 强大的处理能力 3. 高性能模拟技术及丰富的片上外围模块 4. 系统工作稳定 5. 方便高效的开发环境 4. MSC430单片机选型依据 选择最容易实现设计目标且性能价格比高的机型。 在研制任务重，时间紧的情况下，首先选择熟悉的机型。 欲选的机型在市场上要有稳定充足的货源。 第二章 1. 从计算机存储器体系结构上看，MSP430单片机属于什么结构 冯·诺依曼结构，是一种程序存储器和数据存储器合并在一起的存储器体系结构。 2. RISC与CISC体系结构的主要特征是什么MSP430单片机属于哪种结构 CISC----是复杂指令系统计算机Complex Instruction Set Computer的缩写，MCS-51单片机属于CISC。具有8位数据总线、7种寻址模式，111条指令。 RISC----是精简指令系统计算机Reduced Instruction Set Computer的缩写，MSP430单片机属于RISC。具有16位数据总线、7种寻址模式，27条指令。 3. 对MSP430单片机的内存访问时，可以有哪几种方式读写字数据有什么具体要求 字，字节，常字。字访问地址必须是偶数地址单元。 4. MSP430单片机的中断向量表位于什么位置其中存放的是什么内容 中断向量表：存放中断向量的存储空间。430单片机中断向量表地址空间：32字节，映射到存储器空间的最高端区域 5. MSP430单片机的指令系统物理指令和仿真指令各有多少条。 27种物理指令-内核指令和24种仿真指令 6. MSP430单片机的指令系统有哪些寻址方式各举一例说明。 有7种寻址方式：寄存器寻址，变址寻址，符号寻址，绝对寻址， 间接寻址，间接增量寻址，立即数寻址 7. MSP430单片机的CPU中有多少个寄存器其中专用寄存器有哪几个 4个专用寄存器（R0、R1、R2、R3）和12个通用寄存器（R4~R15） R0：程序计数器（PC） R1：堆栈指针（SP）—总是指向当前栈顶 R2：状态寄存器（SR）只用到16位中的低9位 R2/R3：常数发生器(CG1/CG2) 8. 按要求写出指令或指令序列。 9. 写出给定指令或指令序列的执行结果。 10.汇编语言程序的分析与理解。 院系：计算机科学学院专业：智能科学与技术年级： 2012 学号：2012213865 姓名：冉靖 指导教师：王文涛 2014年 6月1日 一. 以下是端口的各个寄存器的使用方式： 1．方向寄存器：PxDIR：Bit=1，输出模式；Bit=0，输入模式。 2．输入寄存器：PxIN，Bit=1，输入高电平；Bit=0，输入低电平。 3．输出寄存器：PxOUT，Bit=1，输出高电平；Bit=0，输出低电平。 4．上下拉电阻使能寄存器：PxREN，Bit=1，使能；Bit=0，禁用。 5．功能选择寄存器：PxSEL，Bit=0，选择为I/O端口；Bit=1，选择为外设功能。6．驱动强度寄存器：PxDS，Bit=0，低驱动强度；Bit=1，高驱动强度。 7．中断使能寄存器：PxIE，Bit=1，允许中断；Bit=0，禁止中断。 8．中断触发沿寄存器：PxIES，Bit=1，下降沿置位，Bit=0：上升沿置位。 9．中断标志寄存器：PxIFG，Bit=0：没有中断请求；Bit=1：有中断请求。 二．实验相关电路图： 1 MSP430F6638 P4 口功能框图： 主板上右下角S1~S5按键与MSP430F6638 P4.0~P4.4口连接： 2按键模块原理图： 我们需要设置两个相关的寄存器：P4OUT和P4DIR。其中P4DIR为方向寄存器，P4OUT 为数据输出寄存器。 主板上右下角LED1~LED5指示灯与MSP430F6638 P4.5~P4.7、P5.7、P8.0连接： 3 LED指示灯模块原理图： P4IN和P4OUT分别是输入数据和输出数据寄存器，PDIR为方向寄存器，P4REN 为使能寄存器： #define P4IN (PBIN_H) /* Port 4 Input */ #define P4OUT (PBOUT_H) /* Port 4 Output */ #define P4DIR(PBDIR_H) /* Port 4 Direction */ #define P4REN (PBREN_H) /* Port 4 Resistor Enable */ 三实验分析 1 编程思路： 关闭看门狗定时器后，对P4.0 的输出方式、输出模式和使能方式初始化，然后进行查询判断，最后对P4.0 的电平高低分别作处理来控制LED 灯。 程序流程图： 2 关键代码分析： #include MSP430单片机应用技术 实验报告 学号：XXXXXXXX 实验1 一、实验题目：UCS实验 二、实验目的 设置DCO FLL reference =ACLK=LFXT1 = 32768Hz, MCLK = SMCLK = 8MHz，输出ACLK、SMCLK，用示波器观察并拍照。 UCS，MCLK、 SMCLK 8MHz 的 1 2 六、实验结果 实验２ 一、实验题目：ＦＬＬ＋应用实验 二、实验目的 检测P1.4 输入，遇上升沿进端口中断，在中断服务程序内翻转P4.1 状态。 三、实验仪器和设备 计算机、开发板、示波器、信号源、电源、Code Comeposer Studio v5 四、实验步骤 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； WDT 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； ３、新建工作空间ｗｏｒｋｓｐａｃｅ； ４、新建工程ｐｒｏｊｅｃｔ与源文件ｍａｉｎ．Ｃ； ５、编写程序； ６、编译、调试、下载程序到单片机； ７、观察、分析、保存运行结果。 五、实验程序 实验４ 一、实验题目：ＷＤＴ＿Ａ实验 二、实验目的 定时模式 1 2 六、实验结果 实验５一、实验题目：Ｔｉｍｅｒ＿Ａ实验 二、实验目的 比较模式-Timer_A0，两路PWM 输出，增减计数模式，时钟源SMCLK，输出模式7 TACLK = SMCLK = default DCOCLKDIV。PWM周期CCR0 = 512-1，P1.6 输出PWM占空比CCR1 = 37.5%，P1.7输出PWM占空比CCR1 =12.5%。 要求： （1）用示波器观察两路PWM 输出的波形并拍照，测量周期、正脉宽等参数，与理论值进行对比分析。 （2 （3 1 2 实验６ 一、实验题目：ＡＤＣ１２实验 二、实验目的 ADC12 单次采样A0 端口，根据转换结果控制LED 状态。 如何学习MSP430单片机 如何学习MSP430单片机 。 下面以MSP430系列单片机为例，解释一下学习单片机的过程。 （1）获取资料 购买有关书籍，并到杭州利尔达公司网站和TI网站获取资料，例如，在网上可以找到FET使用指导、MSP430 F1xx系列、F4xx系列的使用说明和具体单片机芯片的数据说明，可以找到仿真器FET的电路图、实验板电路图、芯片封装知识等大量的实际应用参考电路，当然有些资料是英文的，看懂英文资料是个挑战，学会4、6级英语就是为看资料的。英语难学，但是看资料容易，只要下决心，看完一本资料，就可以看懂所有的相关资料。 （2）购买仿真器FET和实验电路板 如果经济条件不错，可以直接购买。 （3）自制仿真器FET和实验电路板 自制仿真器FET，首先要到网上找到FET电路图，然后就可以使用画电路板软件画电路图和电路板图，这又是个挑战。FET电路非常简单，但要把它制作出来还是需要下一番工夫的，找一本有关书，然后练习画原理图，画完原理图后，就学习认识元件封装，再购买元件，这时就可以画电路板图了，一旦画好，将形成的PCB文件交给电路板制作公司，10天后，就可以得到电路板，焊上元件和电缆，等实验电路板做好后，就可以与实验电路板一起调试了。 自制实验电路板，需要单片机芯片内部工作原理的知识、封装知识，清楚的知道每一个引脚的功能，还需要数码管、按钮、排电阻、三端稳压器、二极管、散热器、电解电容、普通电容、电阻、钮子开关等元件的知识，对于初学者，可以做一个只有3个数码管、8个按钮、8个发光二极管的简单实验板，这样的实验板，虽然简单，但足可以帮助初学者入门单片机。自制实验电路板与自制FET 一样，首先画电路图，然后买元件，再画电路板。由于MSP430系列芯片是扁平封装，焊接起来有一定难度，这好象是个挑战，但实际上很简单，方法如下： 430单片机点亮LED实验报告 一.安装实验软件IAR 二．编写点亮LED灯程序 1.使P1.0口LED灯会不停的闪烁着，程序 #include Delay_Ms(600);//稍作延时 } } 下载进去看到了P1.0口LED灯会不停的闪烁着。 2.实验目的让两盏灯交换闪烁程序 #include"msp430g2553.h" void main(void) { void Blink_LED(); WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; //关闭看门狗 P1DIR=BIT6; P2DIR=BIT0; while(1) { Blink_LED(); } } void Blink_LED() { _delay_cycles(1000000); //控制第二个LED P1OUT^=BIT6; _delay_cycles(1000000); //控制第一个LED P2OUT^=BIT0; MSP430单片机实验报告 专业： 姓名： 学号： MSP430单片机实验报告 设计目标：使8位数码管显示“5201314.”，深入了解串行数据接口。 实现过程：主要分为主函数、驱动8位数码管函数、驱动1位数码管函数及延时函数。 延时函数：采用for循环。 驱动1位数码管子函数：设置74HC164的时钟传输和数传输，声明变量，使数据表中每一个要表示的字符的每一位都与shift做与运算从而进行传输，上升沿将传输数据传送出去。驱动1位数码管子函数的流程图如图1所示。 图1 驱动1位数码管子函数流程图 驱动8位数码管子函数：调用8次驱动1位数码管子函数。驱动8位数码管子函数流程图如图2所示。 图2 驱动8位数码管流程图 while 图3 主函数流程图 实验结果：供电后，数码管显示“5201314.”字样。 源程序： /************* 程序名称：5201314.*************/ /***程序功能:通过模拟同步串口控制8个共阳数码管***/ /*******P5.1 数据管脚，P5.3 同步时钟管脚*******/ #include ＃i nclude //P1.4输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 13; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 14; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 15; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 16; //P1.5输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 9; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 10; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 11; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 12; //P1.6输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 5; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 6; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 7; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 8; //P1.7输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 1; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 2; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 3; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 4; P1OUT = 0x00;//恢复以前值。 如何学习 学习就是迎接挑战、解决困难的过程，没有挑战，就没有人生的乐趣。 下面以系列为例，解释一下学习的过程。 （1）获取资料 购买有关书籍，并到杭州利尔达公司网站和TI网站获取资料，例如，在网上可以找到FET 使用指导、F1xx系列、F4xx系列的使用说明和具体芯片的数据说明，可以找到FET的、实验板、知识等大量的实际应用参考电路，当然有些资料是英文的，看懂英文资料是个挑战，学会4、6级英语就是为看资料的。英语难学，但是看资料容易，只要下决心，看完一本资料，就可以看懂所有的相关资料。 （2）购买FET和实验电路板 如果经济条件不错，可以直接购买。 （3）自制FET和实验电路板 自制仿真器FET，首先要到网上找到FET，然后就可以使用画电路板软件画电路图和电路板图，这又是个挑战。FET电常简单，但要把它制作出来还是需要下一番工夫的，找一本有关书，然后练习画，画完后，就学习认识，再购买元件，这时就可以画电路板图了，一旦画好，将形成的PCB文件交给公司，10天后，就可以得到电路板，焊上元件和电缆，等实验电路板做好后，就可以与实验电路板一起调试了。 自制实验电路板，需要单片机芯片内部工作原理的知识、封装知识，清楚的知道每一个的功能，还需要、按钮、、三端、、散热器、、普通电容、电阻、等元件的知识，对于初学者，可以做一个只有3个、8个按钮、8个的简单实验板，这样的实验板，虽然简单，但足可以帮助初学者入门单片机。自制实验电路板与自制FET一样，首先画电路图，然后买元件，再画电路板。由于系列芯片是扁平封装，焊接起来有一定难度，这好象是个挑战，但实际上很简单，方法如下：首先在焊盘上涂上，在未干的情况下，将芯片放在焊盘上，注意芯片第一的位置，并使与焊盘对齐，将擦干净的（不能有任何）接触引脚，引脚只要一热，焊盘上的就自动将引脚焊住了，千万注意上不能有，焊接时最好配备一个。焊接电路板时，每一个元件都要核对参数，可以用万用表测量的元件一定要测量。 （4）从网上获得IA 到利尔达公司或的网站下载IA，并安装到计算机上。 （5）调试FET和实验板 实验四定时器实验 实验目的： MPS430F5529片内集成的定时器A的使用，学习计数器的补捕获比较模块的使用。实验内容： 定时器采用辅助时钟ACLK作为计数脉冲，fACLK=32768Hz，实现以下功能： 1.定时器TA0延时1s，点亮或熄灭LED6，即灯亮1s灭1s，如此循环，采用中断服务程序实现。 2.定时器TA0延时1s，点亮或熄灭LED4，采用捕获比较器CCR0的比较模式，设定输出方式，输出方波，不用中断服务程序 3.采用捕获比较器CCR1的比较模式LED5，设定输出方式，输出PWM波形，使LED 亮2s，灭1s。 4.用定时器实现30s倒计时，在液晶模块上显示，每过一秒显示数字变化一次。 5.使用TA1的捕获比较器CCR0捕获按键的间隔时间，在液晶模块上显示。 程序代码： 程序1： #include 复位 1.POR信号只在两种情况下产生： 微处理器上电。 RST/NMI管脚被设置为复位功能，在此管脚上产生低电平时系统复位。 2.PUC信号产生的条件为： POR信号产生。 看门狗有效时，看门狗定时器溢出。 写看门狗定时器安全健值出现错误。 写FLASH存储器安全键值出现错误。 3.POR信号的出现会导致系统复位，并产生PUC信号。而PUC信号不会引起POR信号的产生。系统复位后（POR之后）的状态为： RST/MIN管脚功能被设置为复位功能。 所有I/O管脚被设置为输入。 外围模块被初始化，其寄存器值为相关手册上注明的默认值。 状态寄存器（SR）复位。 看门狗激活，进入工作模式。 程序计数器（PC）载入0xFFFE（0xFFFE为复位中断向量）处的地址，微处理器从此地址开始执行程序。 4.典型的复位电路有以下3种: (1)由于MSP430具有上电复位功能， 因此，上电后只要保持RST/NMI（设置 为复位功能）为高电平即可。通 常的做法为，在RST/NMI管脚接100k? 的上拉电阻，如图1-5（a）所示。 (2)除了在RST/NMI管脚接100k?的 上拉电阻外，还可以再接0.1μF的电 容，电容的另一端接地，可以使复位 更加可靠。如图1-5（b）所示。 (3)由于MSP430具有极低的功耗，如 果系统断电后立即上电，则系统中电 容所存储的电荷来不及释放，此时系 统电压不会下降到最低复位电压以下， 因而MSP430不会产生上电复位，同时 RST/NMI管脚上也没有足够低的电平 使MSP430复位。这样，系统断电后立 即上电，MSP430并没有被复位。为了 解决这个问题，可增加一个二极管， 这样断电后储存在复位电容中的电荷 就可以通过二极管释放，从而加速电 容的放电。二极管的型号可取1N4008。 如图1-5（c）所示。 单片机原理及应用 第十讲 MSP430单片机的ADC 实验报告 报告人：学号：同组人员： 实验内容 实验1 AD采集输入电压并比较 实验2 AD内部温度采集实验 实验3 验收实验:温度采集与显示 把实验2中的实测温度值以摄氏度数值显示在段码LCD上。 实验步骤 步骤： (1) 将PC 和板载仿真器通过USB 线相连； (2) 打开CCS 集成开发工具，选择样例工程或自己新建一个工程，修改代码； (3) 选择对该工程进行编译链接，生成.out 文件。然后选择，将程序下载到实验板中。程序下载完毕之后，可以选择全速运行程序，也可以选择 单步调试程序，选择F3 查看具体函数。也可以程序下载之后，按下，软件界面恢复到原编辑程序的画面。再按下实验板的复位键，运 行程序。（调试方式下的全速运行和直接上电运行程序在时序有少许差别，建议 上电运行程序）。 关键代码： 实验1 AD采集输入电压并比较 #include A/D转换实验 一、转换原理 MSP430F149的A/D转换器原理请参考相关书籍。 实验板上与AD相关的硬件电路 : 编程工作实际就就是对以下寄存器的操作: 寄存器类型寄存器缩写寄存器的含义 转换控制寄存器ADC12CTL0 转换控制寄存器0 ADC12CTL1 转换控制寄存器1 中断控制寄存器ADC12IFG 中断标志寄存器ADC12IE 中断使能寄存器ADC12IV 中断向量寄存器 存储及其 控制寄存器ADC12MCTL0 ~ ADC12MCTL15 存储控制寄存器0~15 ADC12MEM0 ~ ADC12MEM15 存储寄存器0~15 设计主程序与中断服务程序。 二、转换程序 1、程序1:转换结果发送到PC 主程序中进行A/D初始化,中断服务程序读A/D转换结果,主程序中通过串口发送结果。 “main、c”主程序与中断程序: /********************************************************* 程序功能:将ADC对P6、0端口电压的转换结果按转换数据与对应的模拟电压的形式通过串口发送到PC机屏幕上显示 ----------------------------------------------------------- 通信格式:N、8、1, 9600 ----------------------------------------------------------- 测试说明:打开串口调试精灵,正确设置通信格式,观察接收数据 **********************************************************/ #include 第 2 章MSP430 单片机原理与 C 语言基础MSP430系列超低功耗单片机有200多种型号，TI公司用3~ 4位数字表示其型号。其中第一位数字表示大系列，如MSP430F1xx系列、MSP430F2xx系列、MSP430F4xx系列、MSP430F5xx系列等。在每个大系列中，又分若干子系列，单片机型号中的第二位数字表示子系列号，一般子系列越大，所包含的功能模块越多。最后1~2 位数字表示存储容量，数字越大表示RAM 和ROM 容量越大。430 家族中还有针对热门应用而设计的一系列专用单片机。如SP430FW4xx 系列水表专用单片机、MSP430FG4xx 系列医疗仪器专用单片机、MSP430FE4xx 系列电能计量专用单片机等。这些专用单片机都是在同型号的通用单片机上增加专用模块而构成的。最新的MSP430型号列表可以通过TI公司网站下载。 在开发单片机应用系统时，第一步就是单片机的选型，选择合适的单片机型号往往就能事半功倍。单片机选型基本方法是选择功能模块最接近项目需求的系列，然后根据程序复杂程度估算存储器和RAM 空间，并留有适当的余量，最终决定选用的单片机型号。 本章节以MSP430F249单片机为学习目标，介绍单片机的基本结构和工作原理，读者可以举一反三、触类旁通，而不必每种型号都去学习却无法深入掌握。 2.1 MSP430F249单片机基本结构与原理 2.1.1MSP430F249的主要结构特点 供电电压范围1.8V~3.6V 。 超低功耗：活动状态270uA（1MHz，2.2V）;待机模式0.3uA;关机模式0.1uA。 16位RISC精简指令集处理器。 时钟系统：多种时钟源，可灵活使用。时钟频率达到16MHz ;具有内部振荡器;可外接32kHz 低频晶振;外接时钟输入。 12位A/D转换器，内部参考电压，采用保持电路。 16位定时器A，3个捕获/比较寄存器。 16 位定时器B，7 个捕获/比较寄存器。 4个通用串口：USCI_A0 和USCI_A1、USCI_B0 和USCI_B1（I2C、SPI）。 60kB+256B的flash程序存储器，2kB的RAM数据存储器。 64引脚QFP封装。 MSP430F249单片机的芯片封装形式如图2.1所示，各引脚的功能描述如表2-1 所列。 2.1.2 MSP430F249单片机的基本结构 MSP430F24x系列单片机功能结构示意图如图2.2所示。 （1）CPU简介 MSP430单片机的CPU为16位RISC精简指令集的处理器，只有27条正交汇编指令和7 种寻址方式。RISC 处理器基本上是为高级语言所设计的，编译程序对正交指令系统很容易做到最优化，利于产生高效紧凑的代码。MSP430CPU 中集成了16个16位通用寄存器 R0~R15,其中R0~R3分别复用为程序指针PC、堆栈指针SP、状态寄存器SR和常数发生器CG1/CG2。这些寄存器之间的操作只需要一个CPU 周期。 试验一 一、实验目的 进一步熟悉IAR for MSP430编程软件和PROTEUS仿真软件的使用。了解并熟悉单片机I/O口和LED灯的电路结构，学会构建简单的流水灯电路。掌握MSP430单片机I/O口的编程方法和使用I/O口进行输入输出的注意事项。掌握PROTEUS仿真软件仿真MSP430单片机过程中的注意事项。 二、实验内容 1、运用PROTEUS仿真软件绘制LED流水灯电路； 2、运用IAR for MSP430编程软件编辑led流水灯程序，并且生成.hex 或.d90文件，并且将生成的文件加载到单片机中，程序使用P1或其它端口来演示跑马灯，输出低电平驱动。 三、实验器材 电脑一台 四、实验原理及介绍 LED流水灯实际上是一个带有发光二极管的单片机最小系统，即由led灯、电阻、电容器、电源等电路和必要的软件组成的单个的单片机；如果要让接在P1或其它端口的LED灯亮起来，那么只需要将P1或其它端口的电平变为低电平就可以了。同理，将该端口电平变为高电平，LED灯就会熄灭。 五、程序流程图 开始 端口初始化 LED顺序点亮 结束 六、实验步骤 1、运用PROTEUS仿真软件绘制电路图； 2、运用IAR for MSP430编写流水灯程序，并且生成‘’.hex’’或“.d90”文件 3、将‘’.hex’’或“.d90”文件软件加载到PROTEUS仿真软件中； 4、换一种流水灯的亮灭顺序，改变延时时间的大小，多次实验，灵活使用 七、参考程序 #include "msp430f249.h" #define uint unsigned int /******************** 主函数 **************************/ void main(void) { Uint I; WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; P1DIR = ox0ff; while(1) { PIOUT = 0x00; For(I = 0;I < 65565;I ++); PIOUT = 0x0ff; For(I = 0;I < 65565;I ++); } } 八、心得体会（二页以上） 基于MSP430单片机的交流电压测量设计 东南大学仪器科学与工程学院 许欢 摘要：在单片机的一些测量中，有时候需要我们直接测量交流信号， 现介绍一种基于 msp430 单片机实现的交流电压的测量方法。 关键字：MSP430单片机，交流电压，测量，中断 日常生活及学习中， 我们一般需要之间测量交流信号， 测量交流信号的方法有很多， 而在 应用单片机的测量中，我们常常用来测量直流电压，现在将介绍一种基于 msp430单片机实 现的交流电压的测量方法。 系统的构成主要分硬件设计和软件设计两块来介绍。 硬件设计: 为了保证硬件电路设计的通用性， 采用单级性电压测量的方法， 将输入的双极性电压转换 成单级性电压进行测量。 整个电路主要包括极性转换电路和输入处理电路。 其中，极性转换 电路主要由放大电路实现，在此我采用 MCP 601放大芯片。 MCP601芯片：（Microchip 公司的一款高性能的放大芯片） Vcc 管脚：电源管脚 GND 管脚：接地管脚 VIN-管脚：负输入端管脚 VIN+管脚：正输入端管脚 OUT 管脚：输出管脚 极性转换电路设计： 在进行A/D 转换时，我们一般会采用芯片的工作电压作为 A/D 转换的参考电压。由于一般 芯片的工作电压都为正电压， 而我们在这里要测量交流电压， 所以要对输入的交流信号进行 极性转换，将双极性变成单级性。下图为极性转换电路： 如图所示，该芯片共有 8个管脚, 在极性转换电路中，ADOUT 为输出信号。输出信号是在输入信号 ADIN 的基础上叠加了一 个直流分量，调节上面的 Vref 的值就可以改变直流分量的值。如果调节 Vref 使直流分量的 值为1.5V ，并且此时输入信号是幅值为 1.5V 的交流正弦信号，那么输出信号就为最大值为 3V ,最小值为0V 的单级性正弦信号。在极性转换电路基础上我们将很容易设计出我们要的 输入电路。 输入处理电路： 在极性转换电路基础上，输入处理电路需要将 220V 的交流电压信号变为幅值为 1.5V 左右 的交流信号，此外，还需要为 MCP 601提供适当的参考电压信号。电路如下图所示： 从所设计的电路中我们可以得到， 首先通过变压器将 220V 的交流电压降成 8V 的交流电压， 再经过极性转换电路将双极性的交流电压转换为单级性的交流电压。电路中的 R405电位器 主要用于调节参考电压， R404电位器用于调节交流输入电压的幅度。 经过上面电路的处理， 可以将输入的交流电压转换成 0?3V 的单级性交流电压，这样很容易使用 MSP430单片机 自带的A/D 转换通道进行模拟量采集，从而实现交流电压的测量。 在上面的电路中，电压采用 3V 供电，电源芯片采用 TPS76030,实现电路如下图所示： R403 0.0 4.19K 厂 C4M 二 R401 4 721t C404 O.O47nf tic NC _S O.lnf ^C4C2 V1H- Vcc 7 J ■ ? r riTTT —s UU 1 GHD HC _5 2 kDOUT 琴曲 3 MOI~ —斗 I 01肚 MSP430单片机教学综合实训一例 1 概述 单片机应用广泛，成本低，种类多，功耗低，能够方便地组装成各种智能的控制设备，能够完成相对比较复杂的控制任务，环境适应性较强，可以很方便的实现多机和分布式控制，已成为微型计算机的一个重要分支，发展速度极快。单片应用人才需求广泛，高职院校在计算机应用类职业人才培养中大多开设单片机应用类课程。专业实训是高职人才培养中的重要一环，包括了从知识准备到实训器材选择、从程序设计到电路设计等环节，对提高学生实践能力起到了重要作用。 2 实训设计与要求 本实训采用现技术已比较成熟且难度适中的“数字温度计”制作作为实训内容。根据系统的设计要求，选择DS18B20作为温度传感器，可以省去采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及串/并转换电路，可以有效简化电路，缩短系统的工作时间，降低了实训难度。选择MSP430单片机为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。本实训采用MSP430单片机作为核心部件，MSP430系列单片机是一种16位的单片机，相对于8位的51单片机来说，它具有功能丰富、较大的内部RAM和程序存储空间，适合开发较复杂的系统。采用C语言开发，程序更容易编写和较好的可读性，可以大大提高软件开发的工作效率。 温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到MSP430单片机上，经过单片机处理，将温度在LED数码管以动态扫描法实现显示。系统由主控制器、测温电路和显示电路3个模块组成。 对学生实训具体要求如下： （1）熟悉各元器件原理与使用方法，编写程序，实现以单片机为核心器件，使用温度传感器采集温度，通过LED数码管显示器显示温度值。 （2）编写程序，通过液晶显示模块实现汉字和温度值输出显示，实现温度报警功能。 （3）设计制作独立完整实验电路。 3 实训器材 采用MSP430-DEMO16X开发试验板，单片机的所有引脚都已经引出，便于学生进行扩展试验，并对实验的原理、实验环境配置和源程序都进行了详细的说明。使用IAR Embedded Workbench V3.42A MSP430集成开发环境。 MSP430-DEMO16X开发试验版集成了MSP430F169单片机、MAX7219显示驱动器、DS18B20温度传感器，DS1302实时时钟芯片、LED数码管、蜂鸣器等器件。为进一步提高实训的难度增强实训效果，还需准备1062液晶显示模块和12864多功能液晶显示模块各一块。 4 实训过程 （1）知识准备阶段。在之前的教学过程中和在实训的开始阶段让学生熟悉MSP430-DEMO16X开发试验版的结构使和用方法，各应用元器件的原理、功能、各引脚作用，各元器件之间的连接方法。 （2）程序设计阶段。由于MSP430-DEMO16X开发试验版已将各器件进行了连接，在熟悉硬件后即可指导学生进入程序设计阶段。 系统程序主要包括：①主程序。主要功能是负责温度的实时显示，读 MSP430单片机入门基础例程1 作者:DC 微控技术论坛原创 MSP430单片机入门基础例程 若想了解MSP430单片机常用模块应用原理，请下载< //MSP430F14-直接IO口按键检处理程序 /******************************************************************* ******/ //以下是结合MC430F14开发板来实现的按键检处理程序实验. //分别使用了采个三个按键接到MSP430的通用IO口,按任意一个按键可以使板上的LED反转. //例程中,按键采用不断查询方式,以得到键值.并没有使用到低功耗.此程序结构比较适合 //用在非手持设备或非电池供电的设计中.此程序结构比较通用,级用户可参与或套用修改. //应用目标板:https://www.doczj.com/doc/2f17036364.html, MC430F14开发板/******************************************************************* ******/ #include MSP430单片机实验报告v3.0
MSP430单片机题目答案整理(大部分)
单片机实验报告
南理工 王宏波 MSP430F6638单片机实验报告
如何学习并使用MSP430单片机(入门)
430单片机点亮LED实验报告
MSP430单片机实验报告
MSP430 按键程序范例(附原理图)
MSP430初学者教程(最详细)
MSP430单片机定时器实验报告
MSP430单片机深入学习笔记
单片机原理及应用_第十讲_MSP430单片机的ADC实验报告
MSP430单片机AD转换实验
MSP430单片机原理解读
MSP430单片机实验指导书
基于MSP430单片机的交流电压测量设计
MSP430单片机教学综合实训一例共4页word资料
MSP430单片机入门基础例程1
相关主题
文本预览