微处理器原理与系统设计实验

微处理器原理与系统设计实验手册1 实验平台概述自从 TI 推出超低功耗 MSP430 单片机以来，MSP430 凭借其优越的性能，丰富的外设，易于上手的特性备受业工程师的欢迎。单片机 MSP430G2553 集成的片外设相当丰富，包括 ADC、Timer、Comparator、Touch Key 、SPI、I2C、UART 等，MSP-EXP430G2 LaunchPad 是 TI 公司推出的 1 款 MSP430 开发板，它提供了具有集成仿真功能 14/20 引脚 DIP 插座目标板，可通过 Spy Bi-Wire（2 线 JTAG）协议对系统置的MSP430 超值系列（G 系列）进行快速编程和调试。实验平台包含 MSP-EXP430G2 中配套的 MSP430G2553 单片机片外设实验以与 2 个综合性实验。2 实验平台硬件口袋实验平台硬件原理框图如图 1 所示，主要有以下部分：图 1 口袋实验平台硬件原理框图 （1）显示和输入单元：口袋实验平台利用 I2C 接口的 TCA6416A 扩展出 16 个低速双向 IO（IO00~IO07，IO10~IO17）。4 个扩展 IO 用于控制 LCD 驱动器 HT1621，4 个用于机械按键输入，8 个用于 LED 灯柱。（2）触摸按键单元：两个触摸按键占用 P2.0 和 P2.5 两个 GPIO，MSP430G2 系列单片机的 P1 口和 P2 口全部具备振荡功能。（3）模拟输出单元：外部扩展了 12 位串行数模转换器 DAC7311，使用 P1.0/P1.3/P2.2 三个普通 GPIO 控制。这三个 IO 同时被其他单元复用，但是由于 DAC7311 都是高阻输入口，所以无需跳线复用。音频功放 TPA301 可以将 DAC 输出进行电流放大，以便驱动喇叭/蜂鸣器负载。（4）扩展存储部分：由 SPI 协议控制 TF 卡，使用 P1.1/SPI SOMI、P1.2/SPI SIMO、P1.4/SPI CLK 三个 USCI 功能 IO 和 1 个普通 P2.4 控制。（ 5 ） SLOPE ADC 单 元 ： 使 用 拨 盘 电 位 器 作 为 待 测 电 阻 。P1.5/Comarator_A+、P1.3、P2.2 三个 IO 进行控制。P1.3、P2.2 复用，但同样无需跳线。（6）PWM 单元：P2.1/TA1.1 负责输出 SPWM；轨至轨运放 TLV2372 负责将SPWM 滤波为双极性模拟信号；TPS60400 提供运放所需负电源；三电阻网络负责将双极性信号转变为单极性信号；P1.0/ADC10 负责将单极性信号采样，P1.0 功能复用，同样无需跳线。表 1 口袋实验平台硬件功能单元名称元件IO功能IO 扩展TCA6416AP1.6/I2C SDAP1.7/I2C SCL利用 I2C 协议控制TCA6416A获得 16 个低速 IOIO00~IO07IO10~IO17显示HT162112...