MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。称之为混合信号处理器，主要是由于其针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”解决方案。

1、MSP430 单片机的发展
  MSP430 系列是一个 16 位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机，在 1996 年问世，由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段，已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。回忆 MSP430 系列单片机的发展过程，可以看出有这样三个阶段：
开始阶段 从 1996 年推出 MSP430 系列开始到 2000 年初，这个阶段首先推出有 33X 、 32X 、 31X 等几个系列，而后于 2000 年初又推出了 11X 、 11X1 系列。
  MSP430 的 33X 、 32X 、 31X 等系列具有 LCD 驱动模块，对提高系统的集成度较有利。每一系列有 ROM 型（ C ）、 OTP 型（ P ）、和 EPROM 型（ E ）等芯片。 EPROM 型的价格昂贵，运行环境温度范围窄，主要用于样机开发。这也表明了这几个系列的开发模式，即：用户可以用 EPROM 型开发样机；用 OTP 型进行小批量生产；而 ROM 型适应大批量生产的产品。
  2000 年推出了 11X/11X1 系列。这个系列采用 20 脚封装，内存容量、片上功能和 I/O 引脚数比较少，但是价格比较低廉。
这个时期的 MSP430 已经显露出了它的特低功耗等的一系列技术特点，但也有不尽如人意之处。它的许多重要特性，如：片内串行通信接口、硬件乘法器、足够的 I/O 引脚等，只有 33X 系列才具备。 33X 系列价格较高，比较适合于较为复杂的应用系统。当用户设计需要更多考虑成本时， 33X 并不一定是最适合的。而片内高精度A/D 转换器又只有 32X 系列才有。
  寻找突破，引入Flash技术 随着 Flash 技术的迅速发展， TI 公司也将这一技术引入 MSP430 系列中。在 2000 年 7 月推出 F13X/F14X 系列，在 2001 年 7 月到 2002 年又相继推出 F41X 、 F43X 、 F44X 这些全部是 Flash 型单片机。
  F41X 单片机是目前应用比较广的单片机，它有 48 个 I/O 口， 96 段 LCD 驱动。 F43X 、 F44X 系列是在 13X 、 14X 的基础上，增加了液晶驱动器，将驱动 LCD 的段数由 3XX 系列的最多 120 段增加到 160 段。并且相应地调整了显示存储器在存储区内的地址，为以后的发展拓展了空间。
  MSP430 系列由于具有 Flash 存储器，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优点。这是 TI 公司推出具有 Flash 型存储器及 JTAG 边界扫描技术的廉价开发工具 MSP-FET430X110 ，将国际上先进的 JTAG 技术和 Flash 在线编程技术引入 MSP430 。
  这种以 Flash 技术与 FET 开发工具组合的开发方式，具有方便、廉价、实用等优点，给用户提供了一个较为理想的样机开发方式。
  另外， 2001 年 TI 公司又公布了 BOOTSTRAP 技术，利用它可在烧断熔丝以后只要几根线就可更改并运行内部的程序。这为系统软件的升级提供了又一方便的手段。 BOOTSTRAP 具有很高的保密性，口令可达到 32 个字节的长度。
  蓬勃发展阶段 在前一阶段，引进新技术和内部进行调整之后，为 MSP430 的功能扩展打下了良好的基础。于是 TI 公司在 2002 年底和 2003 年期间又陆续推出了 F15X 和 F16X 系列的产品。
  在这一新的系列中，有了两个方面的发展。一是从存储器方面来说，将 RAM 容量大大增加，如 F1611 的 RAM 容量增加到了 10KB 。这样一来，希望将实时操作系统（ RTOS ）引入 MSP430 的，就不会因 RAM 不够而发愁了。二是从外围模块来说，增加了 I 2 C 、 DMA 、 DAC12 和 SVS 等模块。
  在 2003 年中， TI 公司还推出了专gate用于电量计量的 MSP430FE42X 和用于水表、气表、热表上的具有无磁传感模块的 MSP430FW42X 单片机。我们相信由于 MSP430 的开放性的基本架构和新技术的应用，新的 MSP430 的产品品种必将会不断出现。

2、 MSP430 单片机的特点
  MSP430 系列单片机的迅速发展和应用范围的不断扩大，主要取决于以下的特点。
  强大的处理能力 MSP430 系列单片机是一个 16 位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（ 7 种源操作数寻址、 4 种目的操作数寻址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令；有较高的处理速度，在 8MHz 晶体驱动下指令周期为 125 ns 。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
  在运算速度方面， MSP430 系列单片机能在 8MHz 晶体的驱动下，实现 125ns 的指令周期。 16 位的数据宽度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如 FFT 等）。
  MSP430 系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的备用状态时，用中断请求将它唤醒只用 6us 。
  超低功耗 MSP430 单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。
  首先， MSP430 系列单片机的电源电压采用的是 1.8~3.6V 电压。因而可使其在 1MHz 的时钟条件下运行时， 芯片的电流会在 200~400uA 左右，时钟关断模式的最低功耗只有 0.1uA 。
  其次，独特的时钟系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的系统时钟系统：基本时钟系统和锁频环（ FLL 和 FLL+ ）时钟系统或 DCO 数字振荡器时钟系统。有的使用一个晶体振荡器（ 32768Hz ） , 有的使用两个晶体振荡器）。由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。
  由于系统运行时打开的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式（ AM ）和五种低功耗模式（ LPM0~LPM4 ）。在等待方式下，耗电为 0.7uA ，在节电方式下，最低可达 0.1uA 。
  系统工作稳定。上电复位后，首先由 DCOCLK 启动 CPU ，以保证程序从正确的位置开始执行，保证晶体振荡器有足够的起振及稳定时间。然后软件可设置适当的寄存器的控制位来确定最后的系统时钟频率。如果晶体振荡器在用做 CPU 时钟 MCLK 时发生故障， DCO 会自动启动，以保证系统正常工作；如果程序跑飞，可用看gate狗将其复位。
  丰富的片上外围模块 MSP430 系列单片机的各成员都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看gate狗（ WDT ）、模拟比较器 A 、定时器 A （ Timer_A ）、定时器 B （ Timer_B ）、串口 0 、1（ USART0 、1 ）、硬件乘法器、液晶驱动器、 10 位 /12 位 ADC 、IIC总线直接数据存取（ DMA ）、端口 O （ P0 ）、端口 1~6 （ P1~P6 ）、基本定时器（ Basic Timer ）等的一些外围模块的不同组合。其中，看gate狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出 A/D 转换器； 16 位定时器（ Timer_A 和 Timer_B ）具有捕获 / 比较功能，大量的捕获 / 比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、 PWM 等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的 I/O 端口，最多达 6*8 条 I/O 口线； P0 、 P1 、 P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入； 12/14 位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达 200kbps ，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达 160 段；实现两路的 12 位 D/A 转换；硬件IIC串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用直接数据传输（ DMA ）模块。 MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。
  方便高效的开发环境 目前 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件，这些器件的开发手段不同。对于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后在烧写或掩膜芯片；对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有 JTAG 调试接口，还有可电擦写的 FLASH 存储器，因此采用先下载程序到 FLASH 内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器，而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和 C 语言。
  MSP430 单片机目前主要以 FLASH 型为主。
  适应工业级运行环境 MSP430 系列器件均为工业级的，运行环境温度为 -40~+ 85 摄氏度 ，所设计的产品适合用于工业环境下。

⒊ MSP430 系列与89C51系列的比较
  我国的多数读者对89C51系列的单片机是很熟悉的，为了加深对 MSP430 系列单片机的认识，我们不妨将两者进行一下比较。
  首先，89C51单片机是 8 位单片机。其指令是采用的被称为“ CISC ”的复杂指令集，共具有 111 条指令。而 MSP430 单片机是 16 位的单片机，采用了精简指令集（ RISC ）结构，只有简洁的 27 条指令，大量的指令则是模拟指令，众多的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。这些内核指令均为单周期指令，功能强，运行的速度快。
  其次，89C51单片机本身的电源电压是 5 伏，有两种低功耗方式：待机方式和掉电方式。正常情况下消耗的电流为 24mA ，在掉电状态下，其耗电电流仍为 3mA ；即使在掉电方式下，电源电压可以下降到 2V ，但是为了保存内部 RAM 中的数据，还需要提供约 50uA 的电流。而 MSP430 系列单片机在低功耗方面的优越之处，则是89C51系列不可比拟的。正因为如此， MSP430 更适合应用于使用电池供电的仪器、仪表类产品中。
  再者，89C51系列单片机由于其内部总线是 8 位的，其内部功能模块基本上都是 8 位的虽然经过各种努力其内部功能模块有了显著增加，但是受其结构本身的限制很大，尤其模拟功能部件的增加更显困难。 MSP430 系列其基本架构是16位的，同时在其内部的数据总线经过转换还存在 8 位的总线，在加上本身就是混合型的结构，因而对它这样的开放型的架构来说，无论扩展 8 位的功能模块，还是16位的功能模块，即使扩展模 / 数转换或数 / 模转换这类的功能模块也是很方便的。这也就是为什么 MSP430 系列产品和其中功能部件迅速增加的原因。
  最后，就是在开发工具上面。对于89C51来说，由于它是最早进入中国的单片机，人们对它在熟悉不过了，再加上我国各方人士的努力，创造了不少适合我们使用的开发工具。但是如何实现在线编程还是一个很大的问题。对于 MSP430 系列而言，由于引进了 Flash 型程序存储器和 JTAG 技术，不仅使开发工具变得简便，而且价格也相对低廉，并且还可以实现在线编程。

MSP430开发应该注意的事项

以下是在使用MSP430中的一些总结：
1.系统时钟问题：
系统默认使用DCO，使用外部高速晶振XT2时必须自己开启XT2，并延时50us等待XT2起振，然后手工清除IFG1中的OFIFG位
!!!!一定要注意操作顺序：打开XT2->等待XT2稳定->切换系统时钟为XT2
若后面两步操作反了，在通常情况下不会出现问题，但是在电压不稳MCU频繁复位的情况下，非常容易造成MCU死掉，只能掉电后重新上电才能可靠复位。

2.早期版本的IAR开发环境
必须在Project->Option->C-Spy中选择对应器件的DDF文件，否则调试时无SFR窗口。
3.在写Flash期间，一定要关闭中断，此时CPU无法执行程序
4.调试的时候，不要选中"Release JTAG on Go"
5.在调试时，需要关闭看gate狗，否则在打开看gate狗的情况下，每当执行到断点，程序将会跳转到入口点从头执行。或者，暂停运行或停止到断点处时，当需要继续运行时，程序不再执行，而是需要使用“同步JTAG”才能继续运行(从头运行?)
6. IAR EWB标识符是区分大小写的
7. 结构变量内部存在对齐要求，通常按照2个字节的位置对齐，在"C/EC++ Compiler Reference Guide"的P93又如下例子：
struct {
short s; /* stored in byte 0 and 1 */
char c; /* stored in byte 2 */
long l; /* stored in byte 4, 5, 6, and 7 */
char c2; /* stored in byte 8 */
} s;
sizeof(s) 为10，而不是8
可以使用#pragma pack来改变这种对齐方式，但是会导致，这个结构只能按字节方式存取
8. MSP430 IAR C/EC++ Compiler支持两个运行库
1. IAR CLIB : 主要用于8或16为处理器，不完全兼容ISO/ANSI C,也不完全支持IEEE   754浮点数，不支持Embedded C++.
2. IAR CLIB : 支持ISO/ANSI C和Embedded C++.
9. cstartup的定制
(1). 在__low_level_init()中添加代码。该函数可以用来初始化I/O寄存器，并决定数据段是否在cstartup被初始化。文件430\src\lib\lowinit.c给出了框架，copy到项目目录中使用，文件中有一定的使用说明。
(2) 若__low_level_init()中添加代码不能满足要求，则把430\src\lib\cstartup.s43拷贝到自己的工作目录，修改所需代码；然后在将该文件添加到项目，在项目选型的XLINK的include页下选择Ignore CSTARTUP in library即可。
10. 使用#include "io430x14x.h"和#include "in430.h"来替代#include <msp430x14x.h>
可以使用定义的位变量
可以使用以下方式定义位变量，但是编译器最终还是转换为字节操作：
struct
{
unsigned char WDTIE : 1;
unsigned char OFIE : 1;
unsigned char : 2;
unsigned char NMIIE : 1;
unsigned char ACCVIE : 1;
unsigned char URXIE0 : 1;
unsigned char UTXIE0 : 1;
} IE1_bit;
不推荐使用bitfields，效率很低
11. 数组的索引值用int型效率最高,char型也好略低
数组类型：char型数组效率最高，
其他类型的数组在索引时，都采用了乘法

[转贴]总结下开发调试MSP430系列的一些另类问题

从99年第10届全国单片机展示会上(当时在杭州大学举办的)认识MSP430,呵呵,那个时候FLASH的只有
F1101,F1121等初级芯片,觉得这个玩意还有点特殊,尤其可以JTAG调试,免了个编程器
从2002年开始折腾这个系列,低功耗,流行的SOC结构,适合做智能仪表的MSP430开始吸引我了.呵呵,
下面我将说说开发至今遇到的一些另类问题,跟大家切磋下.
不管是N[屏蔽]的1.21/1.26版本,还是现在的3.10/3.40版本,IAR一直是我用的最多的一个编译/调试器,
玩MSP430不可能不接触到这个 那我就以IAR调试为例来说说了咯
原始级 问题,一般是刚开始入gate的哥们姐们要遇到的问题
1, 接上仿真器,发现不能下载,这个问题想必大家都有遇到过,IAR提示找不到目标!??
可能的原因: A 并口驱动能力不足,在电脑的BIOS界面下设置成ECP或者ECP+EPP模式
        B JTAG线太长,一般超过20CM不推荐,而且这个线最好不要交叉缠绕,会影响实时在线调试
        C 你的负载太大,一般功耗相对比较大，电流超过20MA以上的板子,建议用外接电源,
          要不光靠并口那点驱动能力,那MCU的电压就要被拉低到不能写FLASH了,呵呵
2, 程序下载到一半,突然告警并报错,说某某地址写不进去!??倒~~我开始也以为是FLASH被写坏了,呵呵,
其实MSP430的FLSH没这么脆弱
可能的原因: A 芯片的复位电路引起的,在写FLASH的时候,会造成系统电压的一些波动,可能导致
芯片复位,而为什么都是写到这个地址才错,那是IAR的问题,改用BSL再烧一边,就可以克服了
              B 芯片有可能死机了,给断电,拔掉JTAG没，稍后再试,一般没有问题
              C 如果都不是上述的方法能解决的,告诉你一个更酷的办法,给芯片上电,电压=3.6V,
重新写一次,一定OK.为什么,写不进FLASH主要是F1XX系列的写FLASH电压不能低于2.7V,一般2.5V以下才不能
真正工作,因此用3.6V电压,什么样的片子都能写回来(BTW,到现在为止,我还没写坏过一片MSP430的FLASH)
3, 关于3.40以上版本的仿真器设置问题.
说实在的,真正开发起来,我都不太愿意随便换IAR的版本,有些语法不兼容,有些设置不一样,不花点时间开
WHAT'S NEW,就要到BBS上去发贴了,呵呵
最近装了3.40的 限制版,一路NEXT,好象没什么特别的地方,装好后发现芯片的选择余地多了很多,包括了
F2XX,N多种类,哈哈再上硬件FET接着跑个DEMO看看,居然不成,报错!!
原来: 在仿真栏目里选好 FET 硬件仿真以后,还有一项是访真器的选择,我倒~
没仔细看的哥们姐们一定纳闷,为啥还要搞个 LPT || J-LINK || TI-USB ,更滑稽的是IAR居然认为现在
大伙都有米买USB的FET,默认选项是 TI-USB,那就是这个问题咯,改成 LPT(并口FET) 就完事了。
  另类级问题
1, F1611大数组定义,不能正常运行的问题
  相信有不少朋友已经用上了F1611,这个RAM大大的MSP,呵呵.那就有可能会遇到 RAM中定义的变量/数组
在超过一个极限的时候,MSP程序不能正常运行的现象吧.一般初步判断,可以用I/O输出电平 来 确定程序进程
.这样可以非常方便的知道该问题是由于WDT造成的,哈哈 (RAM的初始化时间大于WDT默认的32MS时间,
因此MSP复位)
下面来看下解决的办法:
A 对你的数组用 __no init_定义,上电编译器不产生特殊的附加函数去初始化RAM
B 修改IAR中Cstartup.S43文件中__program_start子程序,增加一个关闭WDT的操作或者设置WDT时间长度
超过32MS
C 在Project--Options--Linker--Config中选择 Override default programe,并将
Entry lib 设置成 __program_start
上述是已知解决1611RAM初始化时间超WDT默认而复位的解决方法,如果用汇编,则没有这个问题
2,SVS导致MSP "坏死" 问题
去年开发一款仪表,用上了F425,只怪这个玩意口线太少,只能把能用上的功能模块都赶上了.SVS在F42X里
可是个不错的模块,外部设计可以节约一个VD,成本和空间,呵呵
意外的是,我将这个SVS的电压设置在3.3V,结果一次JTAG写入后,那板子便没有再起来工作,刚开始以为
真的写废了这个MSP,后来想判断下MCU是否还能工作,接上电源和电流表,发现电流有周期性跳跃----
倒~~该MCU正在被SVS复位中
重新加电压,超过3.3V,修改设置,重写FLASH,一切搞定
希望能给用SVS和SVS+的朋友起个提醒的作用,呵呵，有时这个问题还不太容易被发现
3,I/O电压供电居然也行?
在设计低功耗设备时,有时我们经常用MCU的引脚给一些IC供电,这个方案我最早用在PIC的单片机上,
前人的经验,照着抄没错 MSP430当然也没问题
有兴趣的朋友不仿可以试试,DVCC/AVCC不接,直接从某个I/O加电压,MCU照样能跑哦.这个问题大家要注意的,
可能是好事,也可能很麻烦

但是在做硬件设计的时候一定要想清楚了,I/O可以供电给其他IC,当然也能从其他IC中取电,在一些设计中,
MCU的静态功耗降不下来,尤其是设计变送器,4`20MA双线制设备上,要谨慎处理.
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MSP430选型

好东西
可是没时间学习