本书根据作者多年MSP430单片机开发设计经验，从实用性和先进性出发，遵循由浅入深、循序渐进的原则，较全面地讲解了MSP430单片机的知识体系。全书主要内容包括：单片机的基本概念、单片机应用系统与学习步骤及建议，MSP430单片机的特点及硬件结构与工作原理、通用输入/输出端口、时钟系统、工作模式、中断系统、定时/计数器、看门狗、实时时钟、常用通信接口（串口、IIC总线、SPI总线）、模拟接口（模数转换ADC、数模转换DAC、比较器）、内部存储系统（RAM、Flash、DMA）、电源管理模块、乘法器MPY32、循环冗余校验CRC16、USB接口、基于驱动库的MSP430程序设计、基于MSP430的电动小车动态无线充电系统（2019年全国大学生电子设计竞赛全国一等奖作品）。本书在讲解MSP单片机开发的必要理论知识的同时，结合各种应用及经典的设计案例，并均经过实际电路验证测试。本书配套设计有课件、视频教程、硬件平台。此外，本书还介绍了MSP430单片机C程序设计的开发平台CCS（Code Composer Studio），并基于CCS设计了本书程序，部分样例还有IAR（IAR Embedded Workbench，另一个MSP430单片机C程序设计开发平台）工程。
李胜铭，硕士，大连理工大学创新创业学院创新中心主任、机电创新实践班教师，大连市人工智能协会秘书。从事嵌入式、机器学习及物联网等方面的研究。负责教育部高等教育司产学合作协同育人项目6项、负责企业委托开发项目多项，参与国家自然科学基金项目等多项。获卓越大学联盟高校青年教师教学创新大赛全国二等奖，获得专利4项，软件著作权登记10余项，发表教学论文10余篇。指导学生参加电子设计竞赛与智能汽车竞赛，竞赛成绩位居全国前列，其中连续获得 2013、2015、2017 全国大学生电子设计竞赛一等奖，2015 年获全国电子设计竞赛的最高奖—"瑞萨杯”；全国大学生智能车竞赛一等奖、东北赛区冠军；2012、2014、2016、2018 年获辽宁省大学生电子设计竞赛最高奖—"TI”杯。连续6年荣获全国大学生电子设计竞赛优秀指导教师、全国大学生智能车竞赛优秀指导教师、创新创业学院优秀指导教师、创新创业学院教学优秀质量奖等荣誉称号。
目 录
第1章 概述 1
1.1 单片机的基本概念 1
1.1.1 单片机的定义 1
1.1.2 单片机的发展与分类 2
1.1.3 单片机的特点与应用 3
1.2 单片机应用系统与学习 4
1.2.1 单片机应用系统的结构 4
1.2.2 单片机应用系统的开发流程 5
1.2.3 单片机学习步骤 7
1.2.4 单片机学习建议 8
1.3 MSP430单片机简介 9
1.3.1 MSP430单片机的主要特点 9
1.3.2 MSP430单片机的应用场合 10
1.3.3 MSP430单片机产品
系列概况 11
1.3.4 MSP430单片机架构与资源 14
1.4 MSP430单片机第一个实例 18
1.4.1 MSP430最小系统与
上电初始化 18
1.4.2 CCS软件安装与工程建立 23
1.4.3 CCS软件编译与调试 29
1.5 小结与思考 31
习题与思考 31
第2章 单片机C语言基础 32
2.1 C语言基础知识 32
2.1.1 标识符与关键字 32
2.1.2 数据基本类型 33
2.1.3 运算符 34
2.1.4 程序基本结构 38
2.1.5 函数 44
2.1.6 数组与指针 48
2.1.7 预处理 53
2.1.8 结构体 55
2.1.9 位段定义 61
2.2 MSP430 C语言扩展特性 61
2.2.1 扩展关键字 61
2.2.2 内联函数 62
2.2.3 头文件与预定义 66
2.3 规范化编程 69
2.3.1 单片机基本程序框架 69
2.3.2 编程规范 71
2.4 小结与思考 73
习题与思考 73
第3章 MSP430单片机通用
输入/输出端口 75
3.1 端口概述 75
3.1.1 数字输入/输出端口介绍 75
3.1.2 数字输入/输出端口寄存器 85
3.2 数字输入/输出端口应用实例 87
3.2.1 端口输出控制发光二极管 87
3.2.2 端口输入读取按键 88
3.2.3 端口复用 90
3.3 小结与思考 91
习题与思考 91
第4章 MSP430单片机时钟系统
与低功耗模式 92
4.1 时钟系统简介 92
4.1.1 时钟源 94
4.1.2 时钟信号 97
4.1.3 时钟操作寄存器 99
4.2 时钟应用实例 102
4.2.1 XT1 102
4.2.2 XT2 103
4.2.3 VLO 104
4.2.4 REFO 105
4.2.5 DCO 106
4.3 低功耗模式 107
4.3.1 低功耗模式概述 108
4.3.2 低功耗模式寄存器 112
4.4 低功耗模式应用实例 113
4.4.1 活跃模式 113
4.4.2 低功耗模式3 114
4.4.3 低功耗模式4 114
4.4.4 低功耗模式4.5 115
4.5 小结与思考 117
习题与思考 117
第5章 MSP430单片机中断系统 118
5.1 中断概述 118
5.1.1 中断的基本概念 118
5.1.2 中断响应过程 119
5.2 MSP430单片机中断 121
5.2.1 MSP430单片机中断源
与中断向量表 121
5.2.2 MSP430单片机
中断寄存器 124
5.2.3 MSP430单片机
中断服务函数 126
5.3 中断应用实例 126
5.3.1 外部中断 126
5.3.2 中断嵌套 128
5.4 小结与思考 129
习题与思考 130
第6章 MSP430单片机定时器 131
6.1 通用定时器 131
6.1.1 定时器介绍 131
6.1.2 定时器工作模式 133
6.1.3 捕获比较器工作模式 134
6.1.4 定时器中断功能 138
6.1.5 定时器B简介 138
6.1.6 定时器控制寄存器 140
6.2 定时器应用实例 145
6.2.1 定时器外部计数 145
6.2.2 定时器通用定时中断 146
6.2.3 定时器捕获中断 147
6.2.4 定时器PWM输出 149
6.3 小结与思考 149
习题与思考 149
第7章 MSP430单片机看门狗定时器
与实时时钟 151
7.1 看门狗定时器 151
7.1.1 WDT介绍 151
7.1.2 WDT寄存器 154
7.2 看门狗定时器应用实例 154
7.2.1 定时器模式 155
7.2.2 看门狗模式 155
7.3 实时时钟 156
7.3.1 RTC模块介绍 156
7.3.2 RTC寄存器 161
7.4 RTC应用实例 168
7.4.1 日历模式 169
7.4.2 计数器模式 170
7.5 小结与思考 171
习题与思考 171
第8章 MSP430单片机通信接口 172
8.1 通信系统概述 172
8.1.1 通信系统基本模型 172
8.1.2 并行与串行通信 173
8.1.3 同步通信与异步通信 173
8.1.4 MSP430单片机通信
接口概述 174
8.2 UART通信 174
8.2.1 UART通信基本概念 175
8.2.2 RS232通信与RS485通信 175
8.2.3 USCI的UART模式 176
8.2.4 UART模式寄存器 182
8.3 UART通信应用实例 186
8.3.1 UART双机通信 186
8.3.2 软件模拟UART通信 188
8.3.3 UART红外通信 191
8.3.4 UART多机通信 192
8.3.5 RS485通信 197
8.4 IIC通信 198
8.4.1 IIC介绍 198
8.4.2 USCI的IIC模式 199
8.4.3 IIC模式寄存器 204
8.5 IIC通信应用实例 207
8.5.1 IIC双机通信 208
8.5.2 IIC读写EEPROM 211
8.5.3 软件模拟IIC通信 215
8.6 SPI通信 219
8.6.1 SPI总线介绍 219
8.6.2 USCI模块的SPI模式 222
8.6.3 SPI模式寄存器 226
8.7 SPI通信应用实例 231
8.7.1 SPI双机通信 231
8.7.2 SPI读写Flash 234
8.7.3 软件模拟SPI通信 238
8.8 小结与思考 242
习题与思考 242
第9章 MSP430单片机模拟接口 243
9.1 模数转换 243
9.1.1 模数转换基本概念 244
9.1.2 ADC12简介 245
9.1.3 ADC12控制寄存器 251
9.2 模数转换应用实例 255
9.2.1 单通道单次转换 255
9.2.2 单通道重复转换 258
9.2.3 多通道单次转换 260
9.2.4 多通道重复转换 261
9.2.5 温度信号采集 263
9.2.6 16位模数转换芯片
ADS1118 264
9.3 数模转换 266
9.3.1 数模转换基本概念 267
9.3.2 DAC12简介 268
9.3.3 DAC12控制寄存器 272
9.4 数模转换应用实例 277
9.4.1 数模转换输出固定电压 277
9.4.2 数模转换输出波形 278
9.4.3 16位数模转换芯片
DAC8571 278
9.5 比较器 281
9.5.1 比较器概述 281
9.5.2 MSP430比较器 282
9.5.3 比较器寄存器 284
9.6 比较器应用实例 286
9.6.1 比较器电压比较 286
9.6.2 比较器中断 287
9.6.3 比较器滞后比较 288
9.7 小结与思考 289
习题与思考 290
第10章 MSP430单片机存储系统 291
10.1 存储器概述 291
10.1.1 存储器基本概念 291
10.1.2 MSP430单片机
存储器组织 292
10.2 随机存储器 292
10.2.1 RAM简介 292
10.2.2 RAM寄存器 293
10.2.3 RAM指定地址读写 294
10.2.4 FRAM简介 294
10.2.5 FRAM寄存器 298
10.2.6 FRAM指定地址读写 300
10.3 闪速存储器 301
10.3.1 Flash简介 301
10.3.2 Flash控制寄存器 307
10.3.3 Flash读写功能 308
10.4 直接内存存储DMA 309
10.4.1 DMA简介 310
10.4.2 DMA控制寄存器 315
10.4.3 DMA实例
—模数转换传输 319
10.4.4 DMA实例
—UART传输 320
10.5 小结与思考 321
习题与思考 322
第11章 MSP430单片机电源管理
与供电监督 323
11.1 电源管理模块PMM 323
11.1.1 PMM简介 324
11.1.2 PMM寄存器 332
11.2 PMM应用实例 336
11.2.1 提升核心电压 336
11.2.2 进入和退出LPM4.5 338
11.3 小结与思考 339
习题与思考 340
第12章 MSP430单片机乘法器
与循环冗余校验 341
12.1 乘法器MPY32 341
12.1.1 MPY32简介 341
12.1.2 MPY32寄存器 346
12.2 MPY32应用实例 346
12.2.1 无符号乘法16×16位 346
12.2.2 有符号乘法32×32位 347
12.2.3 无符号乘加32×32位 348
12.2.4 Q15格式小数乘法 348
12.3 循环冗余校验 349
12.3.1 CRC16模块简介 350
12.3.2 CRC16寄存器 351
12.4 CRC16应用实例 352
12.5 小结与思考 353
习题与思考 353
第13章 MSP430单片机驱动库 354
13.1 驱动库DRIVERLIB 354
13.1.1 库函数与寄存器
程序开发比较 354
13.1.2 驱动库DRIVERLIB说明 355
13.1.3 基于库函数的工程模板 357
13.2 库函数说明 363
13.2.1 时钟系统UCS库函数 363
13.2.2 数字端口GPIO库函数 365
13.2.3 定时器TIMER_A库函数 366
13.2.4 通信接口USCI_A_UART
库函数 367
13.3 驱动库应用实例 369
13.4 小结与思考 370
习题与思考 370
第14章 MSP430单片机的USB模块 371
14.1 USB模块概述 371
14.1.1 USB技术简介 371
14.1.2 USB模块介绍 373
14.2 USB_API使用指南 375
14.2.1 USB_API概述 375
14.2.2 数据接口
（CDC与HID-Datapipe） 381
14.2.3 海量存储类设备 388
14.2.4 传统HID接口 399
14.3 USB应用实例 402
14.3.1 USB-CDC类设备实例 403
14.3.2 USB-HID类设备实例 404
14.3.3 USB-MSC类设备实例 405
14.3.4 USB-BSL程序下载实例 405
14.4 小结与思考 406
习题与思考 406
第15章 电动小车动态无线充电系统
（2019年全国大学生电子设计
竞赛全国一等奖作品） 407
15.1 系统概述 407
15.1.1 系统任务 407
15.1.2 系统要求 407
15.1.3 系统说明 408
15.1.4 评分标准 408
15.2 系统方案分析 409
15.2.1 无线充电电动小车的设计 409
15.2.2 无线充电系统的设计 411
15.3 系统硬件设计 412
15.3.1 无线充电电动小车
硬件设计 412
15.3.2 无线充电系统硬件设计 413
15.4 系统软件设计 414
15.4.1 无线充电电动小车
软件设计 414
15.4.2 无线充电系统软件设计 416
15.5 小结与思考 416
参考文献
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