MSP单片机入门与提高：全国生电子设计竞赛实训教程

　　施保华，三峡大学电信学院副教授；赵娟，中国地质大学物电学院副教授；田裕康，武汉纺织大学电信学院实验中心主任；郑恭明，长江大学电信学院讲师；高云，华中农业大学电信学院讲师。

1 MSP430单片机入门第一例
1.1 单片机简介
1.2 MSP430单片机的开发环境
实例1.1 单片机入门第一例——跑马灯
思考与练习
2 MSP430单片机原理与C语言基础
2.1 MSP430F249单片机基本结构与原理
2.2 MSP430单片机的C语言基础
思考与练习
3MSP430单片机通用I/O端口
3.1 通用 I/O端口
3.2 LED彩灯控制
实例3.1 彩灯控制
实例3.2 花样彩灯控制
实例3.3 带按键选择的花样灯
实例3.4 16个花样灯控制
3.3 LED数码管显示
实例3.5 单个数码管显示
实例3.6 2位数码管加减计数
实例3.7 2位一体数码管倒计时
实例3.8 4位一体数码管静态显示
实例3.9 8位一体数码管动态显示时钟
思考与练习
4键盘和显示器的应用
4.1 键盘输入
实例4.1 独立按键编号显示
实例4.2 矩阵键盘编号显示
4.2 LED点阵显示
实例4.3 8×8 LED点阵数字显示
实例4.4 16×64 LED点阵汉字显示
4.3 LCD液晶显示器的应用
实例4.5 1602液晶显示字符
思考与练习
5 MSP430单片机的定时器/计数器
5.1 看门狗定时器
实例5.1 看门狗定时器的应用
5.2 定时器A
实例5.2 定时器A定时1 s
实例5.3 定时器A产生4路周期信号
实例5.4 定时器A产生两路PWM信号
实例5.5 定时器A精确测量输入信号的周期
5.3 定时器B
实例5.6 定时器B产生8路周期信号
实例5.7 定时器B产生6路PWM信号
实例5.8 定时器B精确测量某输入信号的脉冲宽度
思考与练习
MSP430单片机入门与提高——全国大学生电子设计竞赛实训教程目录6A/D、D/A转换器的应用
6.1 A/D、D/A转换器的工作原理
实例6.1 D/A转换器应用一：锯齿波、三角波和方波发生器
实例6.2 D/A转换器应用二：正弦波发生器
6.2 MSP430F249的A/D转换器
实例6.3 简易数字电压表
实例6.4 A/D采样：数字滤波算法
实例6.5 A/D采样：多路电压信号巡检
思考与练习
7 通用串口的应用
7.1 串行通信的基本知识
7.2 MSP430F249的UART通信模式
实例7.1 UART收发一字节低频模式
实例7.2 UART收发一字节过采样模式
实例7.3 红外线遥控器编码/解码通信
实例7.4 UART数据通信，中断方式
7.3 MSP430F249的SPI通信模式
实例7.5 SPI应用
实例7.6 SPI模式AD电压采集
7.4 MSP430F249的I2C通信模式
实例7.7 I2C模式铁电存储器的读写
思考与练习
8 MSP430F249单片机最小系统
8.1 MSP430单片机下载方式
8.2 BSL编程器原理
8.3 JTAG下载器电路
8.4 MSP430F149单片机最小系统设计
9 应用实例
9.1 直流电动机的应用
实例9.1 直流电动机的单片机控制
9.2 舵机的单片机控制
实例9.2 舵机的单片机控制
9.3 LED点阵汉字显示屏应用实例
实例9.3 LED点阵汉字移动显示
9.4 简易流量计
实例9.4 简易流量计的设计
9.5 简易计算器
实例9.5 简易计算器的设计
附录
参考文献

　　由于单片机芯片的体积小、硬件成本低，并且面向控制的设计，使得它作为智能控制的核心器件被广泛地应用于工业控制、智能仪器仪表、家用电器、电子通信产品等各个领域。可以说，由单片机为核心构成的单片机嵌入式系统已成为现代电子系统中的电子设备和电子产品最重要的组成部分。目前，单片机（嵌入式系统）技术已经渗透到社会生活的各个领域。国内高等院校的单片机技术课程的教学与研究已经历了20多年，随着科学技术的迅猛发展，单片机技术课程的教学内容和形式也进行了大量革新。到目前为止，理工科类的很多专业都开设了这门课，由此可以看出这门课的重要性与应用前景。传统的单片机技术课程的教学内容主要分为三个方面：某款单片机的工作原理、硬件外围电路的设计和相关的软件开发。但是，很多“学习过”单片机技术这门课程的大学生，面对实际应用还是无从下手、无法应对工程实践的需求。单片机（嵌入式系统）技术课程的教学绝不能纸上谈兵，学生不动手是学不会的！注重实践动手能力的培养是由本门课程的性质所决定的。用纸上谈兵的方法去教学，让学生用不动手的办法去学习，学生就会越学习越觉得枯燥、越学习越觉得没有信心。本书以IAR for MSP430软件开发环境和Proteus硬件仿真环境为依托，以综合资源丰富、性能优异的MSP430F249单片机为主要学习对象，在介绍单片机的基本体系结构、内部资源的应用、外部器件的扩展应用和C语言编程基础上，以实例展开教学，以阶段任务为主线，目标明确、可操作性强、趣味性强。关于单片机的学习实践有两种方法可以选择，一种是购买一块单片机的学习板或制作单片机的最小系统板，另一种是在Proteus硬件仿真环境中实践。建议初学者暂时不用购买单片机学习板，首先采用计算机仿真方法进行初步学习，有台电脑就可以做单片机仿真实验。随着现代科学技术的发展，计算机仿真实验已经很接近实物实践效果了。而且，在随后做单片机实际课题或项目前，先在计算机上完成设计、仿真，往往会少走弯路、事半功倍。全书共分为9章。第1章MSP430单片机入门第一例，在介绍单片机的基本概念、单片机软件开发环境和硬件仿真环境的基础上，以实例的形式介绍单片机程序开发方法，并在Proteus硬件仿真环境中实现单片机入门第一例——跑马灯；第2章MSP430单片机原理与C语言基础，较详细地介绍了MSP430单片机基本结构和工作原理，重点介绍MSP430单片机的C语言基础及单片机程序设计的特点；第3章MSP430单片机通用I/O端口，介绍单片机通用I/O端口基本结构和工作原理，以实例的形式介绍单片机程序设计方法，主要实例包括彩灯控制、数码管静态显示和动态显示等；第4章键盘和显示器的应用，介绍按键输入和LED点阵显示，主要实例包括独立按键输入、矩阵键盘输入、LCD字符液晶显示、LED点阵显示原理和汉字显示；第5章MSP430单片机的定时器/计数器，介绍了定时器基本结构和工作寄存器配置，主要实例包括定时器定时模式应用、比较模式应用、PWM模式应用、脉冲捕捉和分频电路设计；第6章A/D、D/A转换器的应用，介绍D/A、A/D转换器的工作原理，实例包括三角波发生器、正弦波发生器、简易数字电压表、多路模拟电压巡检；第7章通用串口的应用，介绍通信的基本概念、MSP430F249的通用串口基本结构，实例包括大量串口通信实验UART、I2C、SPI等；第8章MSP430F249单片机最小系统，介绍单片机最小系统硬件设计、ISP程序调试、下载工具的制作；第9章应用实例。参与本书编写工作的有三峡大学施保华、中国地质大学（武汉）赵娟、华中农业大学高云、武汉纺织大学田裕康、长江大学郑恭明。其中，第1章、第2章部分内容由高云编写；第3章、第4章由赵娟编写；第5章、第6章、第2章部分内容和第9章部分内容由施保华编写；第7章由郑恭明编写；第8章全部、第9章部分内容由田裕康编写。本书的编写综合了单片机技术同类教材的长处、参考了相关网站技术资料，在此表示由衷的感谢！一本书的编写，更是一种教学方法的革新：以理论教学为引导，实践动手为主，培养卓越工程师。本书作者都是多年来参与指导全国大学生电子设计竞赛并取得优异成绩的老师及教练。本书历经多年磨炼，是电赛教练们呕心沥血、集体智慧的结晶。由于作者水平有限，书中难免有不妥之处，诚请读者批评指正。
　　编者
　　2013年5月