Bài giảng tổng quan và những ưu thế MSP430

Tổng quan và những ưu thế
MSP430
1. Tổng quan về VĐK họ MSP430
2. Ưu thế của MSP430


Tổng quan về MSP430
MSP430 là họ vi điều khiển cấu trúc RISC 16-bit được
sản xuất bởi công ty Texas Instruments (Mỹ).
MSP là viết tắt của “ MIXED SIGNAL
MICROCONTROLER”. Là dòng vi điều khiển siêu tiết
kiệm năng lượng , sử dụng nguồn thấp, khoảng điện áp
nguồn cấp từ 1.8V-3.6V.
Chip MSP430 là giải pháp thích hợp cho những ứng
dụng yêu cầu trộn tín hiệu>



Tổng quan về MSP430
• MSP430 chứa 16 bit RISC CPU, các ngoại vi và
hệ thống bộ định thời linh hoạt được
kết nối với nhau theo cấu trúc VON-NEUMANN,
có các Bus liên kết như: Bus địa chỉ bộ
nhớ ( MAB), Bus dữ liệu bộ nhớ ( MDB). Đây là
một bộ xử lý hiện đại với các mô đun
bộ nhớ tương tự và nhứng kết nối ngoại vi tín
hiệu số, MSP430 đã đưa ra được những
giải pháp tốt cho những nhu cầu ứng dụng với tín
hiệu hỗn tạp.
MSP430 có một số phiên bản như: MSP430x1xx,
MSP430x2xx, MSP430x3xx,

MSP430x4xx, MSP430x5xx.


Một số phiên bản họ vi điều khiển MSP430


Tổng quan về MSP430
Dưới đây là những đặc điểm tổng quát của họ vi điều
khiển
MSP430:
+ Cấu trúc sử dụng nguồn thấp giúp kéo dài tuổi thọ
của Pin
- Duy trì 0.1μA dòng nuôi RAM.
- Chỉ 0.8μA real- time clock.
- 250 μA/ MIPS.
+ Bộ tương tự hiệu suất cao cho các phép đo chính
xác
- 12 bit hoặc 10 bit ADC-200 kskp, cảm biến nhiệt độ,
Vref.
- 12 bit DAC.
- Bộ giám sát điện áp nguồn.


Tổng quan về MSP430
+ 16 bit RISC CPU cho phép được nhiều ứng
dụng, thể hiện một phần ở kích thước Code
lập trình.
- Thanh ghi lớn nên loại trừ được trường hợp tắt
nghẽn tập tin khi đang làm việc.
- Thiết kế nhỏ gọn làm giảm lượng tiêu thụ điện và

giảm giá thành.
- Có 7 chế độ định địa chỉ.
- Khả năng ngắt theo véc tơ lớn.
+ Trong lập trình cho bộ nhớ Flash cho phép thay
đổi Code một cách linh hoạt, phạm vi
rộng, bộ nhớ Flash còn có thể lưu lại như nhật ký
của dữ liệu.


Ưu thế của MSP430
• Công nghệ CMOS tiêu thụ năng lượng thấp,
nguồn nuôi RAM 0.1-mA, 0.8-mA
Tiêu chuẩn Analog cho phép đo chính xác
• Bộ so sánh điện áp thấp, có khả năng kết nối với
thiết bị ngoại vi cực kỳ thông minh.
Tiêu chuẩn Analog cho phép đo chính xác.


Ưu thế của MSP430
• Bộ giám sát điện áp 16-bit RISC CPU cho phép
ứng dụng mới tại một phần nhỏ của kích thước
mã.
• Hệ thống lập trình Flash bên trong cho phép
thay đổi mã mềm dẻo.
• Bộ định thời cảnh giới (WDT). Có chức năng là
thực hiện khởi động lại hệ thống sau khi xuất
hiện vấn đề ở phần mềm.


TÌM HIỂU VỀ KIT LAUCHPAD

MSP430


LaunchPad (MSP-EXP430G2)
+ Embedded emulation
Includes mini USB Cable

+ 14 and 20-pin DIP Socket

Tích hợp tất cả các VĐK dòng MSP430

2 vi điểu khiển
+ Chứa
MSP430G2231 & MSP430G2211
+ 2 phím bấm
+ 2 LEDs
+ Phần mềm biên dịch/sửa lỗi
Code Composer Studio Ver 4
IAR Embedded Workbench


Vi điều khiển MSP430G2231 là dòng vi điều khiển 16 bit
Đặc trưng:
Nguồn nuôi thấp từ 1.8 đến 3.3V
Tiết kiệm năng lượng
Cấu trúc 16 bit RISC, chu ky lệnh 62.5ns
Bộ nhớ chương trình 2KB Flash
Bộ nhớ RAM 128 byte
Xung nhip tối đa 16MHz
10 IO pin

ADC 10bit, tốc độ 200ksps
01 Timer 16bit( Timer A)
Lập trình OnBoard
Với 51 lệnh


Ngôn ngữ lập trình (Language):
Có thể lập trình hoạt động với ngôn ngữ
Assemble và C.
Trình biên dịch (Compiler):
Hiện nay có rất nhiều chương trình biên dịch
như: CCS hỗ trợ lập trình Assemble và C, IAR.
Mạch nạp (Programmer):
Các vi điều khiển dòng MSP430 hỗ trợ chuẩn
nạp serial.
Mạch phát triển (Develope Board):
LaunchPad msp430G2


Số chân vào ra: 14
Mỗi IO của MSP430 được quản lý bởi các thanh ghi: PxIN, PxOUT,
PxDIR, PxREN, PxDS, PxSEL.
- PxIN: thanh ghi ngõ vào, chứa giá trị logic tại các chân tương ứng
khi nó được cấu hình là ngõ vào.
- PxOUT: thanh ghi ngõ ra, chứa giá trị logic ghi ra các chân tương
ứng của port khi nó được cấu hình là ngõ ra, tắt điện trở kéo lên.
- PxDIR: thanh ghi chọn hướng, mỗi bit của thanh ghi PxDIR cho
phép chọn hướng cho từng chân I/O riêng lẻ tương ứng. Không
phụ thuộc chức năng được chọn cho I/O
- PxREN: Thanh ghi cho phép điện trở kéo lên/kéo xuống, việc chọn

kéo lên hay xuống là do thanh ghi PxOUT quyết định.


- PxSEL và PxSEL2: Thanh ghi chọn chức năng
•
PxSEL
& PxSEL2
Thanh ghi chọn chức năng
0
0
Cổng vào ra chức năng được
lựa chọn
0
1
Lựa chọn thiết bị ngoại vi chính
1
0
Thiết bị quan sát đã chọn
trước,thông số kỹ thuật riêng
1
1
Thiết bị ngoại vi thứ hai được lựa
chọn




Các chế độ định địa chỉ
• MSP 430 có 7 chế độ định địa chỉ:
– + Chế độ thanh ghi.

– + Chế độ chỉ số.
– + Chế độ định địa chỉ ký hiệu.
– + Chê độ định địa chỉ tuyệt đối.
– + Chế độ định địa chỉ thanh ghi gián tiếp.
– + Chế độ định địa chỉ tăng tự động.
– + Chê độ định địa chỉ tức thời.


Vùng địa chỉ
• Vùng nhớ có thể định địa chỉ có dung lượng là 128 KB.

Sơ đồ vùng nhớ chương trình và dữ liệu


• Bộ nhớ chương trình và dữ liệu Flash/ ROM: Địa chỉ bắt
đầu của bộ nhớ chương trình và dữ liệu Flash/ ROM phụ thuộc
vào dung lượng hiện thời và sự thay đổi của thiết bị, địa chỉ
kết thúc là 0x1FFFF.
• RAM: Vùng nhớ RAM bắt đầu từ địa chỉ 0200h, địa chỉ kết
thúc phụ thuộc vào dung lượng hiện thời và sự thay đổi của
thiết bị. RAM có thể sử dụng cho cả hai mã và dữ liệu
• Các module ngoại vi: Vùng địa chỉ từ 0100h – 01FFh là vùng
địa chỉ của các module ngoại vi 16 bít. Vùng địa chỉ từ 010h –
01Fh được đăng ký cho các module ngoại vi 8 bít.
• Vùng địa chỉ của các thanh ghi đặc biệt (SFRs): Một vài
thiết bị ngoại vi được hỗ trở bởi các thanh ghi có chức năng
đặc biệt, được định địa chỉ byte và bao gồm 16 byte thấp của
vùng địa chỉ.

Tổ chức bộ nhớ

Tổ chức bộ nhớ của MSP430

Byte có thể nằm ở vùng địa chỉ chẵn hoặc lẻ. Word
chỉ nằm ở vùng địa chỉ chẵn, khi sử dụng cấu trúc
word chỉ có vùng địa chỉ chẵn được sử dụng.


Tổ chức bộ nhớ
• Byte thấp của 1 word luôn là vùng địa chỉ chẵn. Byte cao của
word nằm ở địa chỉ lẻ tiếp theo.
• Bộ nhớ có thể được mở rộng thậm chí vượt quá số địa chỉ có
thể định địa chỉ trực tiếp, đây là một ưu điểm của bộ nhớ có
cấu trúc kiểu RISC.
• Bộ nhớ được chia thành các Bank, tại một thời điểm chỉ có
một Bank được truy xuất.


Tìm hiểu về các bộ định thời
MSP430 có 2 bộ định thời 16bit là Timer A và
Timer B
Timer A:
Là 1 bộ Timer/Counter 16bit với 3 thanh ghi lưu
trữ và 3 thanh ghi so sánh. Các đặc tính chính
của Timer A bao gồm
+ Là 1 Timer/Counter không đồng bộ 16bit với 4
chế độ hoạt động
+ Có thể lựa chọn và cấu hình nguồn xung
+ Cấu hình đầu ra với chế độ PWM

+ Chốt ngõ vào và ngõ ra không đồng bộ
+ Có tới 3 thanh ghi có thể cấu hình
capture/compare


Sơ đồ khối


Timer hoạt động ở chế độ Counter 16 Bit:
Ở chế độ Counter giá trị thanh ghi TAR tăng hoặc giảm theo cạnh lên của
xung clock (tùy thuộc vào chế độ hoạt động). Giá trị thanh ghi TAR có thể
được ghi hoặc đọc bởi phần mềm. Nó có khả năng tạo một ngắt khi đếm tràn.
Thanh ghi TAR có thể bị xóa khi set bit TACLR. Việc set bit TACLR đồng
thời cũng xóa giá trị lựa chọn cho bộ chia xung hoặc chế độ đếm lên hay đếm
xuống.
Lựa chọn nguồn xung và bộ chia xung:
Timer có thể lựa chọn nguồn từ xung từ ACLK, SMCLK hoặc sử dụng nguồn
xung ngoài thông qua TACLK hoặc INCLK. Nguồn xung được lựa chọn nhờ bít
TASSELx. Các nguồn xung được chọn có thể đã được chia 2, 4 hoặc 8. Bộ
chia xung được reset khi set bit TACLR.