【精品博文】openMSP430 应用笔记
openMsp430 是OpenCore 上的一款很小巧的开源MCU核，指令集完美兼容市面上MSP430 MCU。从2009年发布开始，一直到2015年，该core每年都有更新，可见作者对这个core是很认真的。而且从代码风格和注释来看，歪果仁做事果然认真。
这个除了core之外，作者还设计了很多外设，ClockModule，Watchdog，，sfr，乘法器，gpio等，还有一个专门用于调试的debug接口。难能可贵的是，ClockModule，Watchdog，Timer，gpio等与TI的MSP430F基本兼容，所以很多程序可以直接移植。
我们做设计，一般都是刚开始先做一个简单的框架，后面再在这个框架上添加很多东西，功能越来越强大，系统也越来越复杂。有时的做法又刚好相反，把一个庞大的系统，不断删减东西，直到不能再删为止，留下最精华的部分，也正是我们需要的部分。openMSP430这个系统不算庞大，可以说是很小巧，相对于OR1200，简洁很多了，不过性能也没有or1200强。但是各有各的用武之地。随人openMSP430已经很小巧了，但是对于FPGA实现来讲，还可以再删减，删减到只剩下内核。因为对于具体的应用，标准的外设并不一定适合我们的需求，而我们正好可以利用FPGA的灵活性，自己设计我们的外设。把流程控制交给软件做，而一些复杂的时序，接口，运算等，交由硬件完成。所以对于这个430核，留下内核就可以了，而其他外设，可以根据需要再集成。
所以，我对这个核做了进一步精简，只留下最核心的内核部分。精简后mcu核结构如下图所示。
mcu核主要有以下几组接口：
l pmem interface，程序存储器接口
l dmem interface，数据存储器接口
l per interface，外设存储器接口
l 中断接口，irq，irq_acc
l 时钟复位：mclk，puc
精简后的mcu核顶层如下:
接口说明
|
Name |
Dir. |
Width |
Descript |
|
|
dmem_addr |
Output |
`DMEM_AWIDTH |
数据存储器地址 |
|
|
dmem_cen |
Output |
1 |
数据存储器使能，低电平有效 |
|
|
dmem_din |
Output |
16 |
数据存储器数据输入 |
|
|
dmem_wen |
Output |
2 |
数据存储器写使能，地有效 |
|
|
dmem_dout |
Input |
16 |
数据存储器数据输出 |
|
|
pmem_addr |
Output |
`PMEM_AWIDTH |
程序存储器地址 |
|
|
pmem_cen |
Output |
1 |
程序存储器使能，低电平有效 |
|
|
pmem_din |
Output |
16 |
程序存储器数据输入 |
|
|
pmem_wen |
Output |
2 |
程序存储器写使能，地有效 |
|
|
pmem_dout |
Input |
16 |
程序存储器数据输出 |
|
|
per_addr |
Output |
8 |
外设总线地址 |
|
|
per_din |
Output |
16 |
外设总线数据输入，mcu-》peripheral |
|
|
per_wen |
Output |
2 |
外设总线数据写使能，高有效 |
|
|
per_en |
Output |
1 |
外设总线使能，高有效 |
|
|
per_dout |
Input |
16 |
外设总线数据输出，Peripheral--》mcu |
|
|
irq_acc |
Output |
14 |
中断相应握手 |
|
|
irq |
Input |
14 |
中断输入 |
|
|
mclk |
Input |
1 |
mcu 运行时钟 |
|
|
puc |
Input |
1 |
mcu复位信号 |
接口时序图
PMEM 接口时序仿真图
DMEM接口时序仿真图
Peripheral时序
2 omsp430ik
2.1 逻辑电路说明
omsp430ik(integrated kits)是应用openMSP430核的最小soc平台。为了验证mcu功能，集成了GPIO和UART两个最基本的输入输出模块。在这个平台上，通过添删外设，可以快速的搭建您的目标SOC系统。
模块层次如下图。
omsp430ikmcu结构图
GPIO和UART寄存器说明
GPIO和430的GPIO兼容，UART是自己定义的。
|
RegAddr |
RegName |
R/W |
Width |
Description |
|
0x20 |
P1IN |
R |
8 |
P1输入 |
|
0x21 |
P1OUT |
R/W |
8 |
P1输出 |
|
0x22 |
P1DIR |
R/W |
8 |
P1方向控制，0=输入，1=输出。 |
|
0x23 |
P1IFG |
R/W |
8 |
P1中断标志 |
|
0x24 |
P1IES |
R/W |
8 |
P1中断边沿选择。0=上升沿；1=下降沿； |
|
0x25 |
P1IE |
R/W |
8 |
P1中断使能。高有效 |
|
0x40 |
UTXBUF |
R/W |
8 |
UART发送缓存。 |
|
0x41 |
URXBUF |
R/W |
8 |
UART接收缓存 |
|
0x42 |
UCTL |
R/W |
1 |
Bit0：UART接收中断使能。高有效。 |
|
0x43 |
UFLAG |
R/W |
2 |
Bit0：收到1字节数据标志。需软件清零 Bit1：发送忙标志。1表示正在发送。 |
|
0x44 |
BR0 |
R/W |
8 |
波特率设置低8位 |
|
0x45 |
BR1 |
R/W |
8 |
波特率色合作高8位。 BR0,BR1配置值计算：系统时钟/波特率 |
3 IAR-FOR-430程序编译说明
由于omsp430完全兼容430的指令集，所以可以用任何430的编译软件编译C代码或汇编代码。我用的是IAR for 430，5.5版本。
寄存器的定义可用__no_init 指令定义，如下表是UART寄存器的定义
|
#define UART_BASIC 0x40 __no_init volatile unsigned char UTXBUF @ (UART_BASIC + 0x0); __no_init volatile unsigned char URXBUF @ (UART_BASIC + 0x1); __no_init volatile unsigned char UCTL @ (UART_BASIC + 0x2); /*[0]=uart rx irqen*/ __no_init volatile unsigned char UFLAG @ (UART_BASIC + 0x3); /*[0]=rxflag;[1]=txbusy*/ __no_init volatile unsigned char UBR0 @ (UART_BASIC + 0x4); /*baudrate[7:0]*/ __no_init volatile unsigned char UBR1 @ (UART_BASIC + 0x5); /*baudrate[15:8]*/ |
也可以用定义指针的方式定义寄存器，如下：
|
#define P1IN (*(volatile unsigned char *) 0x0020) #define P1OUT (*(volatile unsigned char *) 0x0021) #define P1DIR (*(volatile unsigned char *) 0x0022) #define P1IFG (*(volatile unsigned char *) 0x0023) #define P1IES (*(volatile unsigned char *) 0x0024) #define P1IE (*(volatile unsigned char *) 0x0025) #define P1SEL (*(volatile unsigned char *) 0x0026) |
在使用IAR进行软件开发时，需要设置以下几个地方
1 选择合适的器件
选择一款ROM和RAM容量相适配的器件。选择方式如下图。
可在Output项下面点击*.xcl看我们选择的器件的信息，如下
上图信息： ROM容量， E000-FFFF，8K. RAM容量：0200-02ff. 256byte。
ROM的配置必须跟omsp的设置一样，否则程序运行错误。
如果找不到适合的器件，也可以手动自己修改xcl文件。修改xcl文件的以下几个语句：
修改ram：
|
// ----------------------------------------------- // Read/write memory // -Z(DATA)DATA16_I,DATA16_Z,DATA16_N,TLS16_I,DATA16_HEAP+_DATA16_HEAP_SIZE=0200-02FF -Z(DATA)CODE_I -Z(DATA)CSTACK+_STACK_SIZE# |
上表是256Byte的，如需修改成512Byte，
0200-02FF -》 0200-03FF
修改rom
|
// ------------------------------------- // Constant data // -Z(CONST)DATA16_C,DATA16_ID,TLS16_ID,DIFUNCT,CHECKSUM=E000-FFDF // ------------------------------------- // Code // -Z(CODE)CSTART,ISR_CODE,CODE_ID=E000-FFDF -P(CODE)CODE=E000-FFDF |
2 输出文件设置
如下图选择 msp430-txt
编译后，会在Debug/Exe下，生成机器指令，如hellow.txt。
设置#include文件夹，PROJDIRPROJDIR 表示当前的工程路径。如下图。