Mikrocontrollertechnik: am Beispiel der MSP430-Familie ; mit 44 Tabellen
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Fachbuchverl. Leipzig im Carl Hanser Verl.
2006
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 286 S. Ill., graph. Darst. 1 CD-ROM (12 cm) |
| ISBN: | 9783446218000 3446218009 |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Ein-Bit-Rechner.................................................... 15
1.1 Rechenwerk ...................................................... 15
1.1.1 Register und Takt........................................... 16
1.1.2 Zwischenspeicher .......................................... 17
1.1.3
Native
und emulierte Datenmanipulationsbefehle ................ 18
1.2 Steuerwerk ....................................................... 20
1.2.1 Programmsteuerbefehle ..................................... 20
1.2.2 Befehlsliste................................................ 23
1.3 Programmspeicher ................................................. 25
1.4 Befehlszähler ..................................................... 26
1.5 Zusammenfassung ................................................. 28
2 Mikrorechentechnik-Grundlagen ..................................... 30
2.1 Codes............................................................ 30
2.1.1 ASCII-Code ............................................... 30
2.1.2
BCD-Code
................................................ 30
2.2 Darstellung von Zahlen in Mikrorechnern.............................. 31
2.2.1 Binäres Zahlensystem....................................... 31
2.2.1.1 Vorzeichenlose ganze Zahlen ......................... 31
2.2.1.2 Vorzeichenlose gebrochene Zahlen, Festkommazahlen___ 32
2.2.1.3 Vorzeichenbehaftete ganze Zahlen..................... 32
2.2.2 Informationsgehalt eines Bytes ............................... 33
2.2.3 Hexadezimales Zahlensystem ................................ 34
2.2.4 Zahlendarstellung in 16-Bit-Systemen ......................... 35
2.3 Statusbits......................................................... 36
2.3.1 Z-Flag.................................................... 36
2.3.2 N-Flag.................................................... 36
2.3.3 C-Flag.................................................... 37
2.3.4 V-Flag .................................................... 37
2.4 Rechnerarchitekturen............................................... 38
3 Das Mikrocontrollersystem - ein Überblick am Beispiel MSP430F1232 ..... 41
3.1 Die Mikrocontrollereinheit (MCU) - ein Überblick...................... 41
3.1.1 Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) .......................... 42
3.1.2 Speicherarchitektur ......................................... 42
3.1.3 Adressbereichsaufteilung (Memory Map)....................... 42
3.1.4 Peripherie ................................................. 43
3.1.5 Oszillator und Systemsicherheit............................... 44
3.1.6 Adressbereich, Speicher und Inhalte ........................... 44
3.2
Die CPU
der MSP430-Mikгocontгoller-Familie......................... 48
3.2.1
Register
................................................... 49
3.2.2 Adressierungsarten ......................................... 52
3.2.3 Befehle ................................................... 63
4 Programmierung und Implementierung................................ 70
4.1 Vorbereitungen zur Softwareentwicklung .............................. 70
4.2 Programmentwicklung.............................................. 70
4.3 Preprozessoranweisungen ........................................... 73
4.4 Das erste eigene Programm.......................................... 75
4.5 Programmiertechniken.............................................. 82
4.5.1 Unterprogrammtechnik...................................... 82
4.5.2 Interrapttechnik ............................................ 86
4.5.2.1
Polling
oder Interrupt ............................... 87
4.5.2.2 Funktionsgruppen im Interruptprozess ................. 88
4.5.2.3 Interruptvektortabelle ............................... 89
4.5.2.4 Interraptquellen und Interruptlogik .................... 89
4.5.2.5 Interraptpriorität ................................... 89
4.5.2.6 Interraptmaskierung ................................ 89
4.5.2.7 Interruptprozess.................................... 90
4.5.2.8 Verschachtelung und Reaktionszeit .................... 91
4.5.2.9 Interruptprogrammstraktur........................... 92
5 Hardwaremodule des MikroControllers MSP430F1232 ................... 94
5.1 System
Reset
und Initialisierung ..................................... 94
5.1.1 Die Signale
POR
und
PUC
................................... 94
5.1.2 Der Initialisierungsstatus .................................... 94
5.2 Basic-Clock-Modul ................................................ 95
5.2.1 DCO ..................................................... 96
5.2.2 Quarzoszillator............................................. 98
5.2.3 Taktsignale des Basic-Clock-Moduls .......................... 99
5.2.4
Low-Power Modi
........................................... 99
5.2.5 Taktfehlererkennung ........................................100
5.2.6 Register des Basic-Clock-Moduls .............................100
5.3 Watchdog-Timer...................................................101
5.4 Die parallelen Schnittstellen .........................................104
5.4.1 Überblick zu den parallelen Ports .............................105
5.4.1.1 Datenrichtung .....................................106
5.4.1.2 Daten ausgeben ....................................106
5.4.1.3 Signalzustände einlesen .............................107
5.4.1.4 Arbeiten mit gemischten Eingabe-Ausgabe-Ports ........107
5.4.2 Interruptmöglichkeiten der parallelen Ports .....................107
5.4.3 Alternative Verwendung der Portpins ..........................109
5.4.4 Einschaltzustand ...........................................110
5.4.5 Register der parallelen Ports..................................110
5.4.6 Ströme und Spannungen an den Portpins .......................110
5.4.7 Programmbeispiele .........................................111
5.4.7.1 Parallelport ausgeben ...............................111
5.4.7.2 Parallelport einlesen ................................115
5.4.7.3 LC-Display-Ansteuerang ............................117
5.5 Timer ............................................................128
5.5.1 Einführung ................................................128
5.5.2 16-Bit-Timer ..............................................129
5.5.2.1 Taktquellenauswahl und Vorteiler .....................129
5.5.2.2 CLR-BitimTACTL-Register.........................130
5.5.2.3 Mode-Auswahl ....................................130
5.5.2.4 Timer starten...................................... 133
5.5.3 Capture/Compare-Einheit....................................134
5.5.3.1 Capture-Funktion ..................................134
5.5.3.2 Compare-Funktion .................................136
5.5.4 Signalerzeugung ...........................................137
5.5.4.1 Konstante Zeitintervalle im
Continuous Mode
...........137
5.5.4.2 Zeitintervalle im
Up Mode
...........................137
5.5.4.3 Zeitintervalle im
Up/Down Mode
.....................137
5.5.5 Output
Unit
...............................................138
5.5.6 Anschlüsse der Timer_A-Peripheriebaugruppe ..................139
5.5.7 Verhältnis zwischen Zeitintervall und Zählerstand ...............142
5.5.8 Register der
Timer_A-Baugruppe
.............................143
5.5.9 Interrupt
Handling Timer_A
..................................143
5.5.10 Programmbeispiele .........................................145
5.5.10.1 Signalerzeugung im
Continuous Mode
.................145
5.5.10.2 PWM-Signalerzeugung im
Up Mode
..................146
5.6 USART ..........................................................147
5.6.1 Asynchrone Übertragung ....................................148
5.6.1.1 USART - asynchrone Betriebsart .....................150
5.6.1.1.1 Baud-Rate-Generator................................153
5.6.1.1.2 Weitere Features im asynchronen Mode des USART......155
5.6.1.2 Register der USART-Baugruppe ......................157
5.6.1.3 Programmbeispiel ..................................157
5.6.2 Synchrone Übertragung .....................................159
5.6.2.1 USART - synchrone Betriebsart ......................159
5.6.2.2 Programmbeispiel.................................. 162
5.7
ADCIO
..........................................................163
5.7.1
Hardware
und Funktion der ADC-Peripherieeinheit ..............163
5.7.2 ADC-Betriebsarten .........................................168
5.7.3 Hinweise zum PCB-Design ..................................169
5.7.4 ADCIO-Register ...........................................170
5.7.5 Anschlusspin der ADC-Peripheriebaugruppe....................170
5.7.6 ADC-Beispielprogramm.....................................170
5.7.7 Der versteckte DMA-Controller ..............................173
5.7.7.1 Register der DTC-Einheit............................175
5.7.7.2 Programmbeispiel zur DTC-Einheit ...................175
5.8 Flash Memory.....................................................176
5.8.1 Lesen vom Flash Memory ...................................178
5.8.2 Löschen des Flashspeichers ..................................178
5.8.3 Beschreiben/Programmieren des Flashspeichers .................178
5.8.4 Flash-Memory-Register .....................................180
5.8.5 Programmbeispiele zum Flash Memory ........................181
5.8.5.1 Löschen eines Flashsegmentes mit Software außerhalb
des Flashmoduls ...................................181
5.8.5.2 Löschen eines Flashsegmentes mit Software innerhalb
des Flashmoduls ...................................182
5.8.5.3 Schreiben eines 16-Bit-Wertes in ein Flashsegment mit
Software außerhalb des Flashmoduls ..................183
5.8.5.4 Schreiben eines 16-Bit-Wertes in ein Flashsegment mit
Software innerhalb des Flashmoduls...................183
Mikrocontroller-Programmieren in
С
..................................184
6.1 Hochsprache
С
....................................................184
6.2 C-Programmbeispiele ..............................................186
6.2.1 Parallele Ports .............................................186
6.2.1.1 Verwenden zweier Leuchtdioden am Port 1 .............186
6.2.1.2 Taster am Port 2....................................188
6.2.2 Timer_A ..................................................189
6.2.2.1 Time^A-Erzeugen von Impulsfolgen..................189
6.2.2.2 Timer_A-Erzeugen von PWM-Signalen ................190
6.2.3 ADC10 ...................................................191
6,2.3.1 AD-Wandlung des Spannungspegels an A7 .............191
6.2.4 USART...................................................193
6.2.4.1 USART im Asynchron Mode.........................193
6.2.5 LCD .....................................................194
A
Anhang ...........................................................201
Al
Installation und Beschreibung der Entwicklungstools ....................201
Al.l Installation der Software.....................................201
A
1.2 Hauptbestandteile der
IAR
Embedded Workbench
...............204
В
Anhang ...........................................................209
Bl
Das Education System
zum Buch.....................................209
Bl.l
Hardware .................................................209
ВІЛЛ
Leuchtdioden ......................................212
В1Л.2
Taster ............................................212
В1Л.З
LC-Display........................................214
Bl
Л.
4 Analoges Drehspulanzeigenelement ...................217
В1Л.5
Lautsprecher ......................................218
В1Л.6
Serielle Schnittstelle RS-232 .........................218
В1Л.7
Potentiometer......................................218
С
Anhang ...........................................................220
Cl MSP430-Befehlsliste ...............................................220
C2 Befehle des MSP430 ...............................................221
D
Anhang ...........................................................245
Dl
Peripheral File
Map ................................................245
D2 Special
Function
Register
SFR (.byte access)
...........................246
Ό3
Port Register
(.byte access)
..........................................248
D4 Basic
Clock
Modul Register
(.byte access)
.............................253
D5 USART Register
(.byte access)
.......................................255
D6
Watchdog Timer Register (.word access)
...............................263
D7 Flash Memory-Register (.word access)
................................264
D8 Timer_A Register (.word access)
.....................................268
D9 ADCIO-Register (.word and .byte access)
..............................272
E
Anhang ...........................................................278
El Die Interruptvektortabelle ...........................................278
F
Anhang ...........................................................279
Fl
ASCII-Code Tabelle eines LC-Displays ...............................279
Abkürzungsverzeichnis ..................................................280
Literaturverzeichnis.....................................................282
Sachwortverzeichnis.....................................................283
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