MSP430單片機(jī)學(xué)習(xí)

(2)

新型單片機(jī)都具有很多資源，資源多才能節(jié)省外部芯片，一般說來，一個(gè)系統(tǒng)的芯片數(shù)量不能超過5片，否則這個(gè)系統(tǒng)就是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。說起51系列，開始人們學(xué)習(xí)31芯片，必須要有外部程序存儲器才能工作，學(xué)習(xí)單片機(jī)先學(xué)系統(tǒng)擴(kuò)展，直到現(xiàn)在，很多51的書還在講31芯片，講如何組成最小單片機(jī)系統(tǒng)，這樣的最小系統(tǒng)早就沒人用了。至于AT89S51系列，雖然帶有程序存儲器，但是由于I/O少，內(nèi)部資源少，實(shí)際中很少能夠組成單片系統(tǒng)。51系列之所以書多，是由于幾年前，只有51，現(xiàn)在不同了，很多新型單片機(jī)，功能強(qiáng)，資源多，I/O多，可以組成真正的單片系統(tǒng)，這些單片機(jī)的開發(fā)軟件支持好，開發(fā)仿真器便宜，極低功耗，低電源電壓符合電子器件的發(fā)展方向，同樣是學(xué)習(xí)單片機(jī)，應(yīng)該學(xué)習(xí)新的，好的。至于說到復(fù)雜，51系列的100多條指令是不是更復(fù)雜一些，MSP430的指令數(shù)不到51系列指令數(shù)的一半是不是簡單一些。學(xué)單片機(jī)，就學(xué)新的，喜新厭舊才是正確的，（有些歲數(shù)大的人，由于惰性，不學(xué)新機(jī)型，千萬不要學(xué)他們，學(xué)校的老師，就經(jīng)常是這種情況，所以學(xué)校教51的老師多，近一兩年情況正在變），例如5V系統(tǒng)是個(gè)很成熟的系統(tǒng)，但是人們?yōu)樯兑?.3V，2.5V，和1.8V呢？這就因?yàn)橹挥械碗娫措妷翰拍芙档凸?，才能使集成度提高，目前很?V器件已經(jīng)不生產(chǎn)了，不用新器件就沒法設(shè)計(jì)產(chǎn)品。學(xué)習(xí)可以循序漸進(jìn)，先學(xué)引腳的第一功能，再學(xué)第二、第三功能，不斷努力，就會融會貫通，其實(shí)學(xué)習(xí)51系列也是這樣學(xué)的。

低價(jià)位的仿真器，開放的軟件，芯片I/O多，芯片內(nèi)部資源多，大的程序存儲器和RAM，在系統(tǒng)可編程，這些應(yīng)該是學(xué)習(xí)單片機(jī)之前考慮的問題。MSP430基本滿足這些條件。

學(xué)習(xí)哪個(gè)機(jī)型，本來就是仁者見仁，智者見智的事，還是要自己拿主意。

以上所述，有錯(cuò)誤之處，請各位大蝦指正！

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5. 如何學(xué)習(xí)單片機(jī)

學(xué)習(xí)就是迎接挑戰(zhàn)、解決困難的過程，沒有挑戰(zhàn)，就沒有人生的樂趣。

下面以MSP430系列單片機(jī)為例，解釋一下學(xué)習(xí)單片機(jī)的過程。

（1）獲取資料

購買有關(guān)書籍，并到杭州利爾達(dá)公司網(wǎng)站和TI網(wǎng)站獲取資料，例如，在網(wǎng)上可以找到FET使用指導(dǎo)、MSP430 F1xx系列、F4xx系列的使用說明和具體單片機(jī)芯片的數(shù)據(jù)說明，可以找到仿真器FET的電路圖、實(shí)驗(yàn)板電路圖、芯片封裝知識等大量的實(shí)際應(yīng)用參考電路，當(dāng)然有些資料是英文的，看懂英文資料是個(gè)挑戰(zhàn)，學(xué)會4、6級英語就是為看資料的。英語難學(xué)，但是看資料容易，只要下決心，看完一本資料，就可以看懂所有的相關(guān)資料。

（2）購買仿真器FET和實(shí)驗(yàn)電路板

如果經(jīng)濟(jì)條件不錯(cuò)，可以直接購買。

（3）自制仿真器FET和實(shí)驗(yàn)電路板

自制仿真器FET，首先要到網(wǎng)上找到FET電路圖，然后就可以使用畫電路板軟件畫電路圖和電路板圖，這又是個(gè)挑戰(zhàn)。FET電路非常簡單，但要把它制作出來還是需要下一番工夫的，找一本有關(guān)書，然后練習(xí)畫原理圖，畫完原理圖后，就學(xué)習(xí)認(rèn)識元件封裝，再購買元件，這時(shí)就可以畫電路板圖了，一旦畫好，將形成的PCB文件交給電路板制作公司，10天后，就可以得到電路板，焊上元件和電纜，等實(shí)驗(yàn)電路板做好后，就可以與實(shí)驗(yàn)電路板一起調(diào)試了。

自制實(shí)驗(yàn)電路板，需要單片機(jī)芯片內(nèi)部工作原理的知識、封裝知識，清楚的知道每一個(gè)引腳的功能，還需要數(shù)碼管、按鈕、排電阻、三端穩(wěn)壓器、二極管、散熱器、電解電容、普通電容、電阻、鈕子開關(guān)等元件的知識，對于初學(xué)者，可以做一個(gè)只有3個(gè)數(shù)碼管、8個(gè)按鈕、8個(gè)發(fā)光二極管的簡單實(shí)驗(yàn)板，這樣的實(shí)驗(yàn)板，雖然簡單，但足可以幫助初學(xué)者入門單片機(jī)。自制實(shí)驗(yàn)電路板與自制FET一樣，首先畫電路圖，然后買元件，再畫電路板。由于MSP430系列芯片是扁平封裝，焊接起來有一定難度，這好象是個(gè)挑戰(zhàn)，但實(shí)際上很簡單，方法如下：首先在焊盤上涂上松香水，在松香水未干的情況下，將芯片放在焊盤上，注意芯片第一引腳的位置，并使引腳與焊盤對齊，將擦干凈的電烙鐵（不能有任何焊錫）接觸引腳，引腳只要一熱，焊盤上的焊錫就自動(dòng)將引腳焊住了，千萬注意電烙鐵上不能有焊錫，焊接時(shí)最好配備一個(gè)放大鏡。焊接電路板時(shí)，每一個(gè)元件都要核對參數(shù)，可以用萬用表測量的元件一定要測量。

（4）從網(wǎng)上獲得IAR軟件

到利爾達(dá)公司或TI公司的網(wǎng)站下載IAR軟件，并安裝到計(jì)算機(jī)上。

（5）調(diào)試FET和實(shí)驗(yàn)板

將FET的一端與PC機(jī)的并行口相連，另一端連接實(shí)驗(yàn)板的JTAG接口，上電后，檢查FET芯片、實(shí)驗(yàn)板上的單片機(jī)芯片是否發(fā)熱（用手模），PC機(jī)是否工作正常后，運(yùn)行IAR軟件，找個(gè)C語言或匯編語言的例子，編譯成功后下載到單片機(jī)中，如果能夠下載，說明一切成功。否則還需要仔細(xì)研究，一般情況下，只要電路板上的電路正確，元件參數(shù)準(zhǔn)確，沒有不成功的。

（6）分步驟學(xué)習(xí)單片機(jī)

學(xué)習(xí)使用單片機(jī)就是理解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，在匯編或C語言中學(xué)會各種功能的初始化設(shè)置，以及實(shí)現(xiàn)各種功能的程序編制。

第一步：數(shù)字I/O的使用

使用按鈕輸入信號，發(fā)光二極管顯示輸出電平，就可以學(xué)習(xí)引腳的數(shù)字I/O功能，在按下某個(gè)按鈕后，某發(fā)光二極管發(fā)亮，這就是數(shù)字電路中組合邏輯的功能，雖然很簡單，但是可以學(xué)習(xí)一般的單片機(jī)編程思想，例如，必須設(shè)置很多寄存器對引腳進(jìn)行初始化處理，才能使引腳具備有數(shù)字輸入和輸出輸出功能。每使用單片機(jī)的一個(gè)功能，就要對控制該功能的寄存器進(jìn)行設(shè)置，這就是單片機(jī)編程的特點(diǎn)，千萬不要怕麻煩，所有的單片機(jī)都是這樣。

第二步：定時(shí)器的使用

學(xué)會定時(shí)器的使用，就可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路，時(shí)序電路的功能是強(qiáng)大的，在工業(yè)、家用電氣設(shè)備的控制中有很多應(yīng)用，例如，可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有一個(gè)按鈕的樓道燈開關(guān)，該開關(guān)在按鈕按下一次后，燈亮3分鐘后自動(dòng)滅，當(dāng)按鈕連續(xù)按下兩次后，燈常亮不滅，當(dāng)按鈕按下時(shí)間超過2s，則燈滅。數(shù)字集成電路可以實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路，可編程邏輯器件（PLD）可以實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路，可編程控制器（PLC）也可以實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路，但是只有單片機(jī)實(shí)現(xiàn)起來最簡單，成本最低。

定時(shí)器的使用是非常重要的，邏輯加時(shí)間控制是單片機(jī)使用的基礎(chǔ)。

第三步：中斷

單片機(jī)的特點(diǎn)是一段程序反復(fù)執(zhí)行，程序中的每個(gè)指令的執(zhí)行都需要一定的執(zhí)行時(shí)間，如果程序沒有執(zhí)行到某指令，則該指令的動(dòng)作就不會發(fā)生，這樣就會耽誤很多快速發(fā)生的事情，例如，按鈕按下時(shí)的下降沿。要使單片機(jī)在程序正常運(yùn)行過程中，對快速動(dòng)作做出反應(yīng)，就必須使用單片機(jī)的中斷功能，該功能就是在快速動(dòng)作發(fā)生后，單片機(jī)中斷正常運(yùn)行的程序，處理快速發(fā)生的動(dòng)作，處理完成后，在返回執(zhí)行正常的程序。中斷功能使用中的困難是需要精確地知道什么時(shí)候不允許中斷發(fā)生（屏蔽中斷）、什么時(shí)候允許中斷發(fā)生（開中斷），需要設(shè)置哪些寄存器才能使某種中斷起作用，中斷開始時(shí)，程序應(yīng)該干什么，中斷完成后，程序應(yīng)該干什么等等。

中斷學(xué)會后，就可以編制更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的程序，這樣的程序可以干著一件事，監(jiān)視著一件事，一旦監(jiān)視的事情發(fā)生，就中斷正在干的事情，處理監(jiān)視的事情，當(dāng)然也可以監(jiān)視多個(gè)事情，形象的比喻，中斷功能使單片機(jī)具有吃著碗里的，看著鍋里的功能。

以上三步學(xué)會，就相當(dāng)于降龍十八掌武功，會了三掌了，可以勉強(qiáng)護(hù)身。

第四步：與PC機(jī)進(jìn)行RS232通信

單片機(jī)都有USART接口，特別是MSP430系列中很多型號，都具有兩個(gè)USART接口。，USART接口不能直接與PC機(jī)的RS232接口連接，它們之間的邏輯電平不同，需要使用一個(gè)MAX3232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

USART接口的使用是非常重要的，通過該接口，可以使單片機(jī)與PC機(jī)之間交換信息，雖然RS232通信并不先進(jìn)，但是對于接口的學(xué)習(xí)是非常重要的。正確使用USART接口，需要學(xué)習(xí)通信協(xié)議，PC機(jī)的RS232接口編程等等知識。試想，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上的數(shù)據(jù)顯示在PC機(jī)監(jiān)視器上，而PC機(jī)的鍵盤信號可以在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上得到顯示，將是多么有意思的事情啊！

第五步：學(xué)會A/D轉(zhuǎn)換

MAP430單片機(jī)帶有多通道12位A/D轉(zhuǎn)換器，通過這些A/D轉(zhuǎn)換器可以使單片機(jī)操作模擬量，顯示和檢測電壓、電流等信號。學(xué)習(xí)時(shí)注意模擬地與數(shù)字地、參考電壓、采樣時(shí)間，轉(zhuǎn)換速率，轉(zhuǎn)換誤差等概念。

使用A/D轉(zhuǎn)換功能的簡單的例子是設(shè)計(jì)一個(gè)電壓表。

第六步：學(xué)會PCI、I2C接口和液晶顯示器接口

這些接口的使用可以使單片機(jī)更容易連接外部設(shè)備，在擴(kuò)展單片機(jī)功能方面非常重要。

第七步：學(xué)會比較、捕捉、PWM功能

這些功能可以使單片機(jī)能夠控制電機(jī)，檢測轉(zhuǎn)速信號，實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速器等控制起功能。

如果以上七步都學(xué)會，就可以設(shè)計(jì)一般的應(yīng)用系統(tǒng)，相當(dāng)于學(xué)會十招降龍十八掌，可以出手攻擊了。