MSP430_cz3.pdf

PODZESPOŁY

MSP430: mikrokontrolery,

które (prawie) nie

pobierają prądu, część 3

Środowisko programistyczne

K ON K U RS

st r. 8

Przyjrzyjmy się do-

kładniej czynnościom

związanym z uruchomie-

niem projektu. Na stronie

msp430.ep.com.pl umiesz-

czono kompletny projekt

wykorzystany w artykule.

Po zainstalowaniu opro-

gramowania IAR moż-

na uruchomić projekt

w systemie Windows dwa

razy klikając na zbiorze

lpm3_experiments.eww .

W wyniku pojawi się

okno jak na rys. 6 .

W oknie Files można

zobaczyć drzewo projek-

tu. Stan jak na rysunku

pojawi się gdy rozwi-

niemy wszystkie punkty

drzewa projektu ozna-

czone jako + . W zasa-

dzie jedynym zadaniem

czekającym użytkownika

jest decyzja, czy chce

załadować program do

mikrokontrolera czy też

uruchomić go przy uży-

ciu symulatora. Wygląd

ekranu podczas rzeczy-

wistego uruchomienia

programu przedstawiono

już na rys. 7 . Zobaczmy

teraz jak przeprowadzić

uruchomienie programu

z użyciem symulatora.

Jeśli po załadowaniu

oprogramowania ustawi-

my pułapkę ( Breakpoint )

we wnętrzu podprogramu

obsługi przerwania i uru-

chomimy program (np.

poleceniem Go ) to w wy-

niku wykonania instrukcji

LPM3 program zatrzyma

się czekając na prze-

rwanie od układu WDT.

Przerwanie to można za-

symulować naciskając wi-

doczny na ilustracji przy-

cisk Trigger. Aby wywołać

okno wyboru i wywoływa-

nia przerwań należy użyć

opcji Forced Interrupts

Kontynuujemy prezentację

narzędzi programistycznych,

które wykorzystamy do

przygotowania pierwszych

projektów dla mikrokontrolerów

z rodziny MSP430.

w menu Simulator. Każde

przerwanie można zasy-

mulować asynchronicznie,

przez przyciśnięcie przy-

cisku Trigger lub napisać

makrodeﬁnicję i zaprogra-

mować moment pojawie-

nia się przerwania łącz-

nie z zaprogramowaniem

losowego pojawienia się

przerwania (menu Simu-

lator / Interrupt Setup ).

kę runtime . Zamiast

CLIB należy użyć DLIB.

W związku z programo-

waniem obiektowym

oraz programowaniem

w języku C można uak-

tywnić opcje o nazwie

MISRA C rules . Opcja

ta nie jest dostępna

w ograniczonej wersji

kompilatora. W ogólnym

zarysie opcja ta gene-

ruje ostrzeżenia i błędy

o przekroczeniu zasad

programowania w języku

C. Przykładowo nie po-

winno się wykonywać

logicznych operacji na

liczbach integer ze zna-

Inne możliwości

O tym, że można pi-

sać programy C++ dla

mikrokontrolera MSP430 już

wspomniano. Wystarczy

tyko zmienić bibliote-

Rys. 6. Wygląd okien środowiska KickStart pobranego ze

strony TI (w chwili decyzji o sposobie uruchamiania przy-

kładu; poprzez JTAG na płytce czy w symulatorze)

Rys. 7. Wygląd okien środowiska po załadowaniu przykła-

dowego projektu

Elektronika Praktyczna 11/2007

PODZESPOŁY

Mikrokontrolery MSP430 w skrócie (na przykładzie MSP430F4xx):

• Napięcie zasilania od 1,8 V do 3,6 V

• Ultra niski pobór mocy;

− W trybie aktywnym 280 m A dla 1 MHz, 2,2 V

− W trybie „Standby” 1,1 m A

− W trybie „Off” (podtrzymanie pamięci RAM): 0,1 m A

• Pięć trybów uśpienia

• Wybudzanie z trybów uśpienia w 6 m s

• 16–botowa architektura RISC, cykl rozkazowy 125 ns

• 12–bitowy przetwornik A/C z wewnętrznym napięciem odniesienia,

układem Sample&Hold i autoskanowaniem

• 16–bitowy timer_B z trzema + lub siedmioma ++ rejestrami przechwytu/

porównania

• Komparator w strukturze mikrokntrolera

• Interfejs komunikacji szeregowej (USART)

Programowo wybierany tryb asynchroniczny UART lub synchroniczny

SPI:

− Dwa USART–y (USART0 i USART1) – w układach MSP430x44x

− Jeden USART (USART0) – w układach MSP430x43x

• Nadzór wolnych zmian napięcia zasilania (Brownout Detector)

• Układ nadzoru napięcia zasilania z programowanym wykrywanym

poziomem

• Programowanie szeregowe w układzie, zbędne jest zewnętrzne napięcie

programujące, programowany bit bezpieczeństwa zawartości pamięci

programu

• Wbudowany sterownik LCD maks. 160 segmentów

• Rodzina zawiera

− MSP430F435:

16 kB + 256 B Pamięć FLASH

512 B RAM

− MSP430F436:

24 kB + 256 B Pamięć FLASH

1 kB RAM

− MSP430F437:

32 kB + 256 B Pamięć FLASH

1 kB RAM

− MSP430F447:

32 kB + 256 B Pamięć FLASH

1 kB RAM

− MSP430F448:

48 kB + 256 B Pamięć FLASH

1 kB RAM

− MSP430F449:

60 kB + 256 B Pamięć FLASH

1 kB RAM

+ mikrokontrolery ‘F435, ‘F436, i ‘F437

++ mikrokontrolery ‘F447, ‘F448 i ‘F449

Opis

Rodzina mikrokontrolerów o ultraniskim poborze mocy MSP430 ﬁrmy Texas Instruments składa się z wielu układów charakteryzujących się

zróżnicowanymi układami peryferyjnymi. Mikrokontrolery wyposażono w kilka trybów pracy energooszczędnej, ich architekturę zoptymalizowano pod

kątem wydłużenia czasu życia baterii zasilającej w urządzeniach przenośnych. Układy zawierają szybką 16–bitową jednostkę CPU o architekturze

RISC, 16–bitowe rejestry, generatory stałych warunkujące maksymalną efektywność kodu programu. Sterowany cyfrowo oscylator (DCO) umożliwia

wybudzanie mikrokontrolera z energooszczędnych stanów uśpienia w czasie krótszym niż 6 m s.

Mikrokontrolery grup MSP430x43x i MSP430x44x dysponują dwoma wbudowanymi 16–bitowymi timerami, szybkim, 12–bitowym przetwornikiem A/C,

jednym lub dwoma synchronicznymi lub asynchronicznymi interfejsami szeregowymi (USART), konﬁgurowalnymi liniami we/wy i sterownikiem pola

ekspozycyjnego LCD do 160 segmentów.

Typowe zastosowania obejmują systemy sensorów mogących odbierać sygnały analogowe, przetwarzać je na wartości cyfrowe, przetwarzać

cyfrowo zapisane dane i odsyłać do nadrzędnych systemów lub po przetworzeniu eksponować na polu LCD. Timery czynią te mikrokontrolerów

idealnymi do przemysłowych zastosowań sterujących, jak zliczanie drgań, sterowanie sinikami, w miernikach energii, miernikach przenośnych, itp.

Sprzętowa jednostka mnożąca rozszerza wydajność i pozwala na szerokie rozwiązania współpracy z kompatybilnymi sprzętowo i programowo układami

przetwarzania.

kiem. Nie powinno być

w programie kodu, które-

go nie można wykonać.

Nie należy używać liczb

oktalnych zaczynających

się od wartości 0.itd.

Nie przestrzeganie tych

zasad prowadzi do kło-

potliwych błędów. Usta-

wiona opcja MISRA spo-

woduje wywołanie od-

powiedniego ostrzeżenia

w trakcie kompilacji.

Jacek Majewski

Mariusz Kaczor

Krzysztof Kardach

W mikrokontrolerach MSP430 trzeba nauczyć się operowania bitami.

Ta umiejętność jest potrzebna we wszystkich współczesnych

mikrokontrolerach, ponieważ nie mają one operacji manipulowania

bitami, jakia istnieje w mikrokontrolerach typu ’51.

Spróbujmy pokazać jak wykonuje się operacje ustawiania i kasowania

bitów w mikrokontrolerach MSP. Załóżmy że chcemy manipulowć

bitami 1 i 5 portu P1OUT. Jeśli wiemy dokładnie jakie bity mamy

ustawić a jakie wyzerować to możemy zapisać to jako:

P1OUT = 0x12

Zapis ten spowoduje ustawienie bitu1 i bitu 5 a pozotałe bity zostaną

wyzerowane. Jeśli zamierzamy ustawić tylko bity 1 i 5 a pozostałe

pozostawić bez zmiany to można to zrealizować w sposób

następujący P1OUT |= 0x12. W przypadku gdy chcemy wyzerować

bity 1 i 5 a pozostałe pozostawić bez zmian to można to zapisać

w postaci

Podobnie aby wyzerować bity trzeba napisać

P1OUT &= ~ (BIT1 + BIT5)

lub

P1OUT |= ~ (BIT1 | BIT5)

Powyżej przedstawione zapisy wymagają uważnego przeanalizowania

bo będą często używane w programach dla MSP430. Aby wyczerpać

zagadnienie ustawiania i zerowania bitów warto wspomnieć, że gdyby

wprowadzić nieco inna deﬁnicje bitów

#deﬁne bit0 0

#deﬁne bit1 1

#deﬁne bit2 2…

to operacje ustawiania bitów można zapisać jako

P1OUT |= ( (1<<bit1) + (1<<bit5) )

Podobnie operacja zerowania przybierze wtedy postać

P1OUT &= ~ ( (1<<bit1) + (1<<bit5) )

Trzeba podkreślić że mimo iż te notacje wydają się strasznie

skomplikowane to nie zajmują po skompilowaniu więcej kodu niż

te które przedstawiono poprzednia. Dzieje się tak dlatego, że rolę

tłumaczenia na postać wynikową wykonuje preprocesor kompilatora

a nie kompilator.

W mikrokontrolerach AVR w kompilatorze GCC zastosowano jeszcze

inne rozwiązanie. Zdeﬁniowano funkcje biblioteczne cbi i sbi

odpowiadające za zerowanie ( clear ) lub ustawianie wskazanych bitów

( set ). Dla tych którzy preferują taki styl programowania pozostaje

napisanie własnych funkcji dla mikrokontrolerów MSP430.

P1OUT &= ~0x12

Jeśli dodamy deﬁnicje bitów w postaci

#deﬁne BIT0 (0x0001)

#deﬁne BIT1 (0x0002)

#deﬁne BIT2 (0x0004) …

To zapisy przedstawione powyżej staną się bardziej czytelne. Deﬁnicje

bitów znajdują się w zbiorze msp430x14x.h

Zapis ustawienia bitów może teraz wyglądać

P1OUT |= BIT1 + BIT5

lub

P1OUT |= BIT1 | BIT5

Elektronika Praktyczna 11/2007

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: