MSP430單片機應(yīng)用基礎(chǔ)與實踐
定 價: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為核心,介紹了MSP430單片機的特點和基本工作原理。對MSP430系列單片機,特別是新的MSP430F5xx/6xx系列單片機所涉及的片內(nèi)外圍模塊的功能、原理、應(yīng)用進行了詳盡的描述,并介紹了MSP430單片機的開發(fā)環(huán)境、C語言程序設(shè)計方法,以及單片機低功耗設(shè)計、常用接口電路設(shè)計等,最后還介紹了電位器調(diào)節(jié)、直流電機調(diào)速和I2C測溫系統(tǒng)三個綜合實例。全書面向工程實踐,注重由淺入深、學(xué)以致用、理論與實踐緊密結(jié)合的學(xué)習(xí)原則,通過大量實例(可通過掃描二維碼觀看實例運行效果),對初學(xué)者進行單片機軟硬件綜合設(shè)計能力的培養(yǎng)。
本書可作為高等院校計算機、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、自動化、電氣工程等相關(guān)專業(yè)單片機課程的教材,也適合廣大從事單片機應(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,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)的實用性和可操作性,通過實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。本書的主要特點是突出應(yīng)用型人才培養(yǎng)特點。結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求,本書中所有例子均有實際硬件支持,并結(jié)合案例化、項目化教學(xué)思路,全書在具體案例的設(shè)計上,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),注重知識點的引入順序和積累,強調(diào)實踐動手能力的訓(xùn)練,為進一步從事單片機開發(fā)打下堅實基礎(chǔ)。
MSP430系列單片機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(精簡指令集計算機)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。MSP430單片機針對實際應(yīng)用需求,將多個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芯片上,充分突出以“單片”解決問題。
與其他單片機相比,MSP430系列單片機具有以下幾個方面的特點。
(1)超低功耗。MSP430系列單片機在降低芯片的電源電壓和靈活而可控地運行時鐘方面都有其獨到之處。其處理器功耗(1.8~3.6 V,0.1~400 μA,RTC(實時傳輸控制)運行約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,遠低于其他系列產(chǎn)品。
(2)處理能力強,運算速度快。MSP430系列單片機采用16位RISC結(jié)構(gòu),當其工作在16MHz晶振頻率時,指令速度可達16 MIPS(注意:同樣16 MIPS的指令速度,16位處理器比8位處理器在運算性能上高出遠不止2倍)。同時,MSP430系列單片機中采用了一般只有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(直接存儲器仿問)等一系列先進的功能,大大增強了它的數(shù)據(jù)處理和運算能力,可以有效地實現(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系列單片機結(jié)合TI公司獨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、看門狗定時器(WDT)、定時器、模擬比較器、多功能串行接口(SPI/I2C/UART)、USB、LCD驅(qū)動器、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128KB的Flash,以及豐富的中斷功能。MSP430系列單片機的這些外設(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)品來實現(xiàn)。
(4)方便高效的開發(fā)環(huán)境。MSP430系列單片機支持先進的JTAG調(diào)試,其硬件仿真工具(仿真器)非常廉價,而且適用于所有MSP430系列單片機,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,功能都很強大。
近幾年MSP43x系列單片機在性能、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系列單片機學(xué)習(xí)與開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)驗和體會。全書共分15章,第0章和第1章分別對學(xué)習(xí)單片機所需要用到的計算機的基礎(chǔ)知識和C語言基礎(chǔ)進行了講解;第2章主要介紹了MSP430系列單片機的產(chǎn)品系列、特點及應(yīng)用前景等;第3章主要介紹了MSP430系列單片機的體系結(jié)構(gòu);第4章~第10章主要對MSP430系列單片機的通用輸入/輸出模塊的工作原理及應(yīng)用進行了詳細講解,主要包括時鐘系統(tǒng)、I/O端口及中斷機制、WDT、定時器、LCD_B驅(qū)動、ADC12、USCI(UART/SPI/I2C/USB)、比較器等模塊,每一個模塊都有編程實例;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單片機常用的軟件開發(fā)平臺CCSv8;第13章介紹了硬件實驗平臺DYFFTB6638實驗板,詳細給出了電源、獨立按鍵、發(fā)光二極管、A/D采樣通道、蜂鳴器、RS232和RS485、段式LCD、步進電機和直流電機等各個模塊的硬件電路圖,書中的編程實例大多都是基于該實驗平臺的;第14章主要介紹了三個應(yīng)用實例,使讀者能夠更深入地掌握MSP430系列單片機的應(yīng)用。
本書中實例都是以MSP430F6638單片機為控制核心,絕大多數(shù)實例都是基于TI公司的DYFFTB6638實驗板開發(fā)的。這些實例的源程序代碼都經(jīng)過實際驗證和測試,部分實例的運行效果收錄于二維碼視頻庫,可掃碼觀看運行效果。
由于時間倉促和水平有限,錯誤之處在所難免,歡迎各位專家和讀者批評指正。
第0章計算機的基礎(chǔ)知識/1
0.1計算機中的數(shù)制/1
0.2計算機中的碼制/14
第1章MSP430單片機C語言基礎(chǔ)/21
1.1標識符與關(guān)鍵字/21
1.2變量/23
1.3C語言運算符/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單片機概述/36
2.1MSP430 單片機發(fā)展及應(yīng)用/36
2.2MSP430單片機的特點/37
2.3MSP430單片機的應(yīng)用前景/38
2.4MSP430命名規(guī)則/39
第3章MSP430單片機的體系結(jié)構(gòu)/41
3.1MSP430F5xx/6xx系列單片機結(jié)構(gòu)
概述/41
3.2MSP430F5xx/6xx系列單片機的中
央處理器/42
3.3MSP430單片機的存儲器/45
第4章MSP430單片機時鐘系統(tǒng)與低功耗結(jié)構(gòu)/52
4.1MSP430單片機時鐘系統(tǒng)/52
4.2MSP430單片機低功耗結(jié)構(gòu)及
應(yīng)用/70
第5章MSP430單片機的通用輸入/輸出端口和中斷機制/75
5.1MSP430單片機通用輸入/輸出端口
模塊/75
5.2MSP430中斷機制/81
第6章MSP430單片機定時器/89
6.1MSP430單片機定時器資源介紹/89
6.2看門狗定時器(WDT)/90
6.3定時器A(Timer_A,TA)/96
第7章LCD_B段式液晶驅(qū)動模塊介紹/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)動模塊介紹/122
7.4應(yīng)用舉例/127
第8章MSP430單片機模數(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實驗板簡介/259
13.1DY-FFTB6638實驗板概述/259
13.2MSP430F6638實驗板的硬件
電路/262
第14章MSP430系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例/269
14.1電位器LCD顯示/269
14.2直流電機程序控制/273
14.3基于I2C的溫度采集顯示系統(tǒng)/279
附錄AMSP430F6638單片機引腳封裝圖/289
附錄BMSP430F6638單片機引腳說明/290
參考文獻/295