MSP430單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)踐
定 價(jià):48 元
叢書名:普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材
- 作者:張立珍 著
- 出版時(shí)間:2020/10/1
- ISBN:9787568061087
- 出 版 社:華中科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP368.1
- 頁碼:304
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
本書以美國德州儀器公司(TI)的MSP430系列超低功耗單片機(jī)為核心,介紹了MSP430單片機(jī)的特點(diǎn)和基本工作原理。對MSP430系列單片機(jī),特別是新的MSP430F5xx/6xx系列單片機(jī)所涉及的片內(nèi)外圍模塊的功能、原理、應(yīng)用進(jìn)行了詳盡的描述,并介紹了MSP430單片機(jī)的開發(fā)環(huán)境、C語言程序設(shè)計(jì)方法,以及單片機(jī)低功耗設(shè)計(jì)、常用接口電路設(shè)計(jì)等,最后還介紹了電位器調(diào)節(jié)、直流電機(jī)調(diào)速和I2C測溫系統(tǒng)三個(gè)綜合實(shí)例。全書面向工程實(shí)踐,注重由淺入深、學(xué)以致用、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)習(xí)原則,通過大量實(shí)例(可通過掃描二維碼觀看實(shí)例運(yùn)行效果),對初學(xué)者進(jìn)行單片機(jī)軟硬件綜合設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。
本書可作為高等院校計(jì)算機(jī)、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)化、電氣工程等相關(guān)專業(yè)單片機(jī)課程的教材,也適合廣大從事單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的工程技術(shù)人員作為學(xué)習(xí)、參考用書。
本教材編寫以學(xué)生就業(yè)所需的專業(yè)知識和操作技能作為著眼點(diǎn),在適度的基礎(chǔ)知識與理論體系覆蓋下,突出應(yīng)用型本科教學(xué)的實(shí)用性和可操作性,通過實(shí)際案例加深對理論知識的理解,以及學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。本書的主要特點(diǎn)是突出應(yīng)用型人才培養(yǎng)特點(diǎn)。結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求,本書中所有例子均有實(shí)際硬件支持,并結(jié)合案例化、項(xiàng)目化教學(xué)思路,全書在具體案例的設(shè)計(jì)上,從初學(xué)者的角度出發(fā),從單一到綜合、由易到難、逐步提升、層層關(guān)聯(lián),注重知識點(diǎn)的引入順序和積累,強(qiáng)調(diào)實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練,為進(jìn)一步從事單片機(jī)開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
MSP430系列單片機(jī)是美國德州儀器公司(TI)于1996年推出的一種16位超低功耗混合信號處理器(mixed signal processor),集多種領(lǐng)先技術(shù)于一體,以16位RISC(精簡指令集計(jì)算機(jī))處理器、超低功耗、高性能模擬技術(shù)及豐富的片內(nèi)外設(shè)、JTAG仿真調(diào)試等定義了新一代超低功耗單片機(jī)。MSP430單片機(jī)針對實(shí)際應(yīng)用需求,將多個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上,充分突出以“單片”解決問題。
與其他單片機(jī)相比,MSP430系列單片機(jī)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。
(1)超低功耗。MSP430系列單片機(jī)在降低芯片的電源電壓和靈活而可控地運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。其處理器功耗(1.8~3.6 V,0.1~400 μA,RTC(實(shí)時(shí)傳輸控制)運(yùn)行約0.5 μA,約100 μA/MIPS)和口線輸入漏電流(最大50 nA)在業(yè)界都是最低的,遠(yuǎn)低于其他系列產(chǎn)品。
(2)處理能力強(qiáng),運(yùn)算速度快。MSP430系列單片機(jī)采用16位RISC結(jié)構(gòu),當(dāng)其工作在16MHz晶振頻率時(shí),指令速度可達(dá)16 MIPS(注意:同樣16 MIPS的指令速度,16位處理器比8位處理器在運(yùn)算性能上高出遠(yuǎn)不止2倍)。同時(shí),MSP430系列單片機(jī)中采用了一般只有DSP(數(shù)字信號處理器)中才有的16位多功能硬件乘法器、硬件乘加(積之和)、DMA(直接存儲(chǔ)器仿問)等一系列先進(jìn)的功能,大大增強(qiáng)了它的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算能力,可以有效地實(shí)現(xiàn)一些數(shù)字信號處理的算法(如FFT、DTMF等)。
(3)片內(nèi)資源豐富。MSP430系列單片機(jī)結(jié)合TI公司獨(dú)到的高性能模擬技術(shù),根據(jù)其不同系列產(chǎn)品,均集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè),包括I/O端口、看門狗定時(shí)器(WDT)、定時(shí)器、模擬比較器、多功能串行接口(SPI/I2C/UART)、USB、LCD驅(qū)動(dòng)器、硬件乘法器、ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換)、DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)、DMA控制器、2~10KB的RAM、多達(dá)128KB的Flash,以及豐富的中斷功能。MSP430系列單片機(jī)的這些外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便,用戶可以根據(jù)應(yīng)用需求,選擇最合適的MSP430系列產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。
(4)方便高效的開發(fā)環(huán)境。MSP430系列單片機(jī)支持先進(jìn)的JTAG調(diào)試,其硬件仿真工具(仿真器)非常廉價(jià),而且適用于所有MSP430系列單片機(jī),既便于推廣,又大大降低了用戶的開發(fā)投入。其軟件集成開發(fā)環(huán)境有IAR的EW430和TI的CCS,功能都很強(qiáng)大。
近幾年MSP43x系列單片機(jī)在性能、功能和應(yīng)用方面都有了新的發(fā)展,為了滿足新的教學(xué)要求、使學(xué)生更好地掌握新的MSP430x技術(shù)和產(chǎn)品,本書主要以TI公司新、功能最完整的MSP430F5xx、MSP430F6xx系列內(nèi)容為基礎(chǔ),融合了作者最近幾年對MSP430系列單片機(jī)學(xué)習(xí)與開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。全書共分15章,第0章和第1章分別對學(xué)習(xí)單片機(jī)所需要用到的計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識和C語言基礎(chǔ)進(jìn)行了講解;第2章主要介紹了MSP430系列單片機(jī)的產(chǎn)品系列、特點(diǎn)及應(yīng)用前景等;第3章主要介紹了MSP430系列單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu);第4章~第10章主要對MSP430系列單片機(jī)的通用輸入/輸出模塊的工作原理及應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)講解,主要包括時(shí)鐘系統(tǒng)、I/O端口及中斷機(jī)制、WDT、定時(shí)器、LCD_B驅(qū)動(dòng)、ADC12、USCI(UART/SPI/I2C/USB)、比較器等模塊,每一個(gè)模塊都有編程實(shí)例;第11章主要介紹了Flash控制器、DMA控制器和硬件乘法控制器等片內(nèi)控制模塊的結(jié)構(gòu)及操作原理;第12章介紹了MSP430單片機(jī)常用的軟件開發(fā)平臺(tái)CCSv8;第13章介紹了硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)DYFFTB6638實(shí)驗(yàn)板,詳細(xì)給出了電源、獨(dú)立按鍵、發(fā)光二極管、A/D采樣通道、蜂鳴器、RS232和RS485、段式LCD、步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)等各個(gè)模塊的硬件電路圖,書中的編程實(shí)例大多都是基于該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的;第14章主要介紹了三個(gè)應(yīng)用實(shí)例,使讀者能夠更深入地掌握MSP430系列單片機(jī)的應(yīng)用。
本書中實(shí)例都是以MSP430F6638單片機(jī)為控制核心,絕大多數(shù)實(shí)例都是基于TI公司的DYFFTB6638實(shí)驗(yàn)板開發(fā)的。這些實(shí)例的源程序代碼都經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證和測試,部分實(shí)例的運(yùn)行效果收錄于二維碼視頻庫,可掃碼觀看運(yùn)行效果。
由于時(shí)間倉促和水平有限,錯(cuò)誤之處在所難免,歡迎各位專家和讀者批評指正。
第0章計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識/1
0.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)制/1
0.2計(jì)算機(jī)中的碼制/14
第1章MSP430單片機(jī)C語言基礎(chǔ)/21
1.1標(biāo)識符與關(guān)鍵字/21
1.2變量/23
1.3C語言運(yùn)算符/23
1.4基本流程控制語句/27
1.5函數(shù)/28
1.6數(shù)組/30
1.7指針/31
1.8預(yù)處理命令/33
1.9C430編程框架/35
第2章MSP430單片機(jī)概述/36
2.1MSP430 單片機(jī)發(fā)展及應(yīng)用/36
2.2MSP430單片機(jī)的特點(diǎn)/37
2.3MSP430單片機(jī)的應(yīng)用前景/38
2.4MSP430命名規(guī)則/39
第3章MSP430單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)/41
3.1MSP430F5xx/6xx系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)
概述/41
3.2MSP430F5xx/6xx系列單片機(jī)的中
央處理器/42
3.3MSP430單片機(jī)的存儲(chǔ)器/45
第4章MSP430單片機(jī)時(shí)鐘系統(tǒng)與低功耗結(jié)構(gòu)/52
4.1MSP430單片機(jī)時(shí)鐘系統(tǒng)/52
4.2MSP430單片機(jī)低功耗結(jié)構(gòu)及
應(yīng)用/70
第5章MSP430單片機(jī)的通用輸入/輸出端口和中斷機(jī)制/75
5.1MSP430單片機(jī)通用輸入/輸出端口
模塊/75
5.2MSP430中斷機(jī)制/81
第6章MSP430單片機(jī)定時(shí)器/89
6.1MSP430單片機(jī)定時(shí)器資源介紹/89
6.2看門狗定時(shí)器(WDT)/90
6.3定時(shí)器A(Timer_A,TA)/96
第7章LCD_B段式液晶驅(qū)動(dòng)模塊介紹/117
7.1LCD的工作原理/117
7.2LCD_B相關(guān)寄存器/118
7.3LCD_B段式液晶驅(qū)動(dòng)模塊介紹/122
7.4應(yīng)用舉例/127
第8章MSP430單片機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC12)/132
8.1模數(shù)轉(zhuǎn)換概述/132
8.2MSP430單片機(jī)ADC12模塊
介紹/134
8.3ADC12模塊寄存器/138
8.4ADC12模塊工作模式及應(yīng)用
舉例/145
第9章MSP430單片機(jī)片內(nèi)通信USCI模塊/155
9.1通信基本概念/155
9.2USCI模塊概述/157
9.3UART模式/159
9.4SPI模式/170
9.5I2C模式/180
9.6USB模式/196
第10章MSP430單片機(jī)比較器模塊/209
10.1比較器B(Comp_B)的結(jié)構(gòu)與
特性/209
10.2比較器B相關(guān)寄存器/211
10.3應(yīng)用舉例/215
第11章MSP430單片機(jī)的片內(nèi)控制模塊/217
11.1Flash控制器/217
11.2DMA控制器/224
11.3硬件乘法控制器/239
第12章MSP430單片機(jī)軟件工程基礎(chǔ)及集成開發(fā)環(huán)境CCSv8/247
12.1MSP430軟件工程基礎(chǔ)/247
12.2軟件集成開發(fā)環(huán)境CCSv8/249
第13章MSP430F6638實(shí)驗(yàn)板簡介/259
13.1DY-FFTB6638實(shí)驗(yàn)板概述/259
13.2MSP430F6638實(shí)驗(yàn)板的硬件
電路/262
第14章MSP430系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例/269
14.1電位器LCD顯示/269
14.2直流電機(jī)程序控制/273
14.3基于I2C的溫度采集顯示系統(tǒng)/279
附錄AMSP430F6638單片機(jī)引腳封裝圖/289
附錄BMSP430F6638單片機(jī)引腳說明/290
參考文獻(xiàn)/295