本书是兼顾课堂教学和全国大学生电子设计竞赛的特点和需要而编写的。书中以TI公司的MSP430系列16位超低功耗单片机为核心,用C语言作为编程语言,通过任务驱动介绍单片机的应用与调试技术。 全书共分12个项目。其中项目1~3为基础内容,分别介绍MSP430单片机的基础知识、C430基础以及MSP430常用开发环境; 项目4~11为项目实训部分,依据CDIO理念,把MSP430相关知识融入任务中,提供了大量应用实例; 项目12为一个综合性项目,介绍MSP430单片机在GPSOne个人定位终端中的应用。
本书内容精练,实践性和针对性强,实例丰富,既可作为电子信息类专业学生参加电子设计竞赛、技能大赛前的培训教材,也可作为高等专科和职业院校电子类专业学生的教材与参考书。
MSP430系列单片机是TI公司推出的一款高效的16位微处理器系统,由于具有超低功耗、丰富的模拟和数字接口等优势,近年来在各种电子类竞赛中被广泛应用。
MSP430单片机以其高性能、低功耗的特点,越来越受到关注,但适用于高职高专学生的教程却很少,本书基于高职高专类学生参加电子设计竞赛的需要,针对高职高专电子信息类学生的知识结构,本着“必需、够用”和精讲多练的原则,介绍MSP430单片机的技术知识。首先介绍MSP430单片机的入门知识,然后以CDIO模式分模块对内部资源进行讲解,知识点围绕某一项目展开,使学生在做中学,做到“理论与实践”一体化。
本书特色主要有以下几个方面:
(1) 兼顾高职高专学生电子设计竞赛和电子设计与制作专业方向人才培养的需要,突出应用,基础知识以“必需、够用”为原则。所选项目难度合理,实用性强。
(2) 体现基于CDIO的项目化教学的工程教育理念。以项目为主线,把每个项目的实施过程分为“构思、设计、实现、运行” 4个步骤。使学生在做项目的过程中提高项目构思、设计、实现和运行的能力,然后再运用这种能力去解决新的工程实际问题,从而提高适应工作环境和技术的发展变化的能力。
(3) 结合实际,突出重点与主流技术。选用目前大赛使用较多的MSP430系列单片机为核心,C语言作为编程语言。
(4) 行业企业工程技术人员参与教材编写。聘请行业企业工程技术人员参与教材编写,可得到更多的先进技术的支持,获得更多的来源于工程实际的案例资源。把他们的丰富工程实践经验引入教材,使教材内容更具有新意,更贴近行业企业的应用实际。
本书紧密结合高职高专学生的实际,选材精练,突出实践,讲究实用,不仅可以作为高职高专类学生的教材,还可作为高职高专学生全国电子设计竞赛的培训教材,对电子信息类专业的工程技术人员也有较高的参考价值。
本书项目1、3、5~9及附录部分由郑煊编写,项目2、4、10、11由刘萌编写,项目12由张鹍编写,郑广欣、宋换荣在模块的程序调试和硬件制作方面做了大量工作,郑煊负责全书的统稿和校稿。
山东大学张有志教授、张平慧教授以及TI公司的王沁、钟舒阳两位工程师为本书的完成提供了很大支持和帮助,在此表示感谢。
由于编者水平有限,且时间仓促,教材中难免有不妥或错误之处,敬请大家予以批评指正。
编者2014.4
项目1了解MSP430单片机
1.1MSP430单片机的特点
1.1.1MSP430的主要特点
1.1.2LaunchPad实验板
1.1.3MSP430G2XX的特性
1.2MSP430单片机的应用前景
1.3MSP430单片机的选型
1.3.1MSP430命名规则
1.3.2MSP430系列产品
1.4MSP430单片机的最小系统
1.4.1时钟系统
1.4.2系统复位
1.4.3调试接口
本章小结
思考题
项目2领会C430对标准C语言的扩展
2.1概述
2.2变量
2.3函数
2.3.1库函数
2.3.2内部函数
2.3.3中断函数
2.4C430的程序结构
2.4.1C430的基本结构
2.4.2C430的表达式语句
2.5C430单片机的编程方法
本章小结
思考题
项目3熟悉MSP430的开发环境
3.1常用开发软件
3.2CCS软件学习
3.2.1CCS开发环境简介
3.2.2利用CCSv5.1调试C430程序的方法
3.2.3Grace软件技术
3.2.4MSP430ware介绍
本章小结
思考题
项目4发光二极管的控制
4.1项目内容
4.2必备知识
4.2.1I/O口
4.2.2发光二极管简介
4.3项目实施
4.3.1构思——方案选择
4.3.2设计——硬件电路设计、软件编程
4.3.3实现——硬件组装、软件调试
4.3.4运行——运行测试、结果分析
本章小结
思考题
项目5数码管显示器及其接口电路
5.1项目内容
5.2必备知识
5.2.1LED数码管显示原理
5.2.2LED数码管显示与驱动方式
5.3项目实施
5.3.1构思——方案选择
5.3.2设计——硬件电路设计、软件编程
5.3.3实现——硬件组装、软件调试
5.3.4运行——运行测试、结果分析
本章小结
思考题
项目6按键及键盘控制
6.1项目内容
6.2必备知识
6.2.1中断系统
6.2.2低功耗模式
6.2.3按键
6.2.4键盘
6.3项目实施
6.3.1构思——方案选择
6.3.2设计——硬件电路设计、软件编程
6.3.3实现——硬件组装、软件调试
6.3.4运行——运行测试、结果分析
本章小结
思考题
项目7液晶显示
7.1项目内容
7.2必备知识
7.2.1LCD显示器
7.2.212864显示屏的操作
7.3项目实施
7.3.1构思——方案选择
7.3.2设计——硬件电路设计、软件编程
7.3.3实现——硬件组装、软件调试
7.3.4运行——运行测试、结果分析
本章小结
思考题
项目8倒计时器
8.1项目内容
8.2必备知识
8.2.1Timer_A定时器的结构和原理
8.2.2Timer_A的中断
8.2.3Timer_A定时器的定时功能
8.3项目实施
8.3.1构思——方案选择
8.3.2设计——硬件电路设计、软件编程
8.3.3实现——硬件组装、软件调试
8.3.4运行——运行测试、结果分析
本章小结
思考题
项目9电机控制
9.1项目内容
9.2必备知识
9.2.1Timer_A的捕获/比较模块
9.2.2Timer_A的输出单元
9.2.3PWM控制直流电动机
9.3项目实施
9.3.1构思——方案选择
9.3.2设计——硬件电路设计、软件编程
9.3.3实现——硬件组装、软件调试
9.3.4运行——运行测试、结果分析
9.4扩充知识——步进电动机原理及应用
9.4.1反应式步进电机原理
9.4.2步进电动机的单片机控制
本章小结
思考题
项目10模数转换器ADC
10.1项目内容
10.2必备知识
10.2.1MSP430内部ADC
10.2.2ADC10模块的中断
10.2.3ADC内部温度传感器
10.3项目实施
10.3.1构思——方案选择
10.3.2设计——硬件电路设计、软件编程
10.3.3实现——硬件组装、软件调试
10.3.4运行——运行测试、结果分析
10.4扩充知识
10.4.1数模转换器DAC
10.4.2Flash存储器
本章小结
思考题
项目11串行通信
11.1项目内容
11.2必备知识
11.2.1UART模式
11.2.2SPI模式
11.3项目实施
11.3.1构思——方案选择
11.3.2设计——硬件电路设计、软件编程
11.3.3实现——硬件组装、软件调试
11.3.4运行——运行测试、结果分析
11.4扩充知识——nRF24L01射频芯片简介
11.4.1引脚功能及概述
11.4.2工作模式
11.4.3工作原理
11.4.4配置字
本章小结
思考题
项目12基于GPSOne的个人定位终端
12.1项目内容
12.1.1主要功能
12.1.2主要技术指标
12.2必备知识
12.2.1无线定位技术
12.2.2GPSOne定位系统组成
12.2.3GPSOne定位的优势
12.3项目实施
12.3.1构思——方案选择
12.3.2设计——硬件电路设计、软件编程
12.3.3实现——硬件组装、软件调试
12.3.4运行——运行测试、结果分析
本章小结
附录AMSP430G2553I/O口引脚功能
附录BMSP430G2553的I/O口功能选择
参考文献