合肥工业大学-TI单片机联合实验室（MSP430 & Cortex-M）

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1 合肥工业大学-TI单片机联合实验室（MSP430 & Cortex-M）
MSP-EXP430F5529开发板概述 作者：任保宏 指导老师：徐科军教授

2 目录 1 MSP430超低功耗微控制器概述 2 MSP430F5529微控制器 3 开发板硬件及软件资源概述 4 开发板供电方案分析 5
开发板仿真方案分析 5 开发板短路块设置及功能介绍 6 开发板各接口引脚介绍 7 开发板资源下载途径 8

3 MSP430超低功耗微控制器概述 400多款超低功耗器件 CPU速度 8MHz至25MHz Flash 0.5KB至256KB
RAM B至18KB 引脚数从14到113不等 可提供的封装类型超过25种 主要特性： ●超低功耗(ULP)架构与高度灵活的时钟系统可显著延长电池使用寿命：0.1 μA RAM保持 模式；<1 μA RTC模式；<100 μA /MHZ； ●集成型智能外设：众多的高性能模拟与数字外设可大幅减轻CPU的工作量； ●简单易用的16位RISC CPU架构，可实现具有业界领先代码密度的新型应用； ●完整的产品开发环境，工具起售价仅4.30美元； ●增强型程序库有益于多种应用，例如：电容式触摸、计量方法、低功耗设计和调试。

4 MSP430超低功耗微控制器概述 ①超低功耗 MSP430微控制器原生优势:
◆灵活的定时系统：MSP430 MCU时钟能启用和禁用各种不同的时钟和振荡器，从而使器件能够进入不同的低功耗模式（LPM）。 ◆主系统时钟(MCLK)：CPU时钟源，可由内部数控振荡器(DCO)驱动（频率最高达25MHZ），也可采用外部晶振驱动。 ◆辅助时钟(ACLK)：用于各个外设模块的时钟源，可由内部低功耗振荡器或外部晶振驱动。 ◆子系统时钟(SMCLK)：用于各个较快速外设模块的信号源，可由内部DCO驱动（最高25MHZ），也可采用外部晶振驱动。 ◆即时唤醒：MSP430 MCU可从低功耗模式(LPM)即时唤醒。 ◆零功耗欠压复位(BOR)：MSP430 MCU的BOR能够在所有操作模式下始终保持启用和工作的状态，这不仅能确保实现最可靠的性能，同时还可保持超低功耗。 多振荡器时钟系统

5 MSP430超低功耗微控制器概述 ②高集成度 MSP430微控制器原生优势:
◆智能外设：MSP430 MCU的外设专为确保最强大之功能性而设计，许多外设都可以执行自主型操作，因而最大限度减少了CPU处于工作模式的时间； ◆高性能集成：超过400款MSP430器件都具备高性能集成优势，完美整合了USB、RF、LCD控制器以及16位Σ-ΔADC等。此外，MSP430 MCU的高集成度还造就物理尺寸较小的解决方案，进而最大限度地降低总物料成本。 ◆MSP430集成外设一览表： ADC10 ADC12 SD16 SD24 比较器 DAC12 乘法器 运算放大器 定时器 看门狗定时器(WDT) RTC LIN/IrDA PMM 欠压复位(BOR) 系统电压监控器(SVS) 射频(RF)前端 模拟功能池(A-POOL) AES I2C USB SPI UART ESP430 DMA SCAN_IF LCD 电容式触摸

6 MSP430超低功耗微控制器概述 ③易于启动开发工作 MSP430微控制器原生优势:
◆16位正交架构：MSP430 MCU采用的16位架构可提供16个高度灵活、可完全寻址的单周期操作16位CPU寄存器，以及RISC性能。 ◆完整的开发系统：MSP430开发环境拥有价格低、无缝工作以及简单易用等优异特性。

7 MSP430超低功耗微控制器概述 MSP430应用领域： 计量 便携式医疗 收据记录 www.ti.com/430metering 无线通信
电容式触摸 个人健康及健身 能量收集 电机控制 安保

8 MSP430F5529微控制器 F5529特性： ◆低工作电压：1.8V到3.6V； ◆超低功耗： --活动模式（AM）：所有系统时钟活动
290 μA/MHz在8MHz，3.0V，Flash Program 150 μA/MHz在8MHz，3.0V，RAM Program --待机模式(LPM3)： 实时时钟、看门狗、电源监控、RAM数据保持、快速唤醒： 1.9μA在2.2V，2.1μA在3.0V（典型） 低功耗振荡器、通用计数器、看门狗、电源监控、RAM数据保持、快速唤醒： 1.4 μA在3.0V（典型） --关闭模式（LPM4）： RAM数据保持，电源监控，快速唤醒：1.1μA在3.0V（典型） --关断模式（LPM4.5）：0.18μA在3.0V（典型） ◆从待机模式下唤醒时间在3.5μs内（典型）； ◆16位RISC结构，可拓展内存，高达25-MHZ的系统时钟； ◆灵活的电源管理系统： --核心供电电压可编程调节的内置LDO --电源电压监控、监测及掉电检测

9 MSP430F5529微控制器 F5529特性： ◆UCS统一时钟系统： --频率稳定的FLL控制回路
--低功率或低频率内置时钟源（VLO） --修整后的低频内置参考源（REFO） --32KHZ低频晶振（XT1） --高达32MHZ高频晶振 (XT2) ◆具有五个捕获/比较寄存器的16位定时器TA0，Timer_A； ◆具有三个捕获/比较寄存器的16位定时器TA1，Timer_A； ◆具有三个捕获/比较寄存器的16位定时器TA2，Timer_A； ◆具有七个捕获/比较映射寄存器的16位定时器TB0，Timer_B； ◆两个通用串行通讯接口： --USCI_A0和USCI_A1，每个支持：增强UART、IrDA、同步SPI --USCI_B0和USCI_B1，每个支持： I2C 、同步SPI ◆全速USB： --集成USB-PHY --集成3.3V/1.8V USB 电源系统 --集成USB-PLL --8输入，8输出端点 ◆具有内部基准电压，采样和保持及自动扫描功能的12位ADC(MSP430F552X系列仅有)； ◆比较器； ◆支持32位运算的硬件乘法器； ◆串行系统编程，无需添加外部编程电压； ◆三通道内部DMA； ◆具有实时时钟功能的基本定时器；

10 MSP430F5529微控制器 MSP430F5529引脚图

11 MSP430F5529微控制器 MSP430F5529结构框图

12 开发板硬件资源概述

13 开发板实验程序资源概述 各实验文件夹内资源描述列表 包含MSP430 F5和F6系列核心模块程序资源库 文件名称 描述 CTS
包含触摸按键应用程序资源库 Drivers 包含USB通信实验硬件驱动 F5xx_F6xx_Core_Lib 包含MSP430 F5和F6系列核心模块程序资源库 FatFs 包含开源的FATFS系统文件 MSP-EXP430F5529_HAL 包含MSP-EXP430F5529开发板硬件模块程序资源库 USB 包含USB应用程序资源库 UserExperienceDemo 包含开发板示例程序代码 LABxmain.c(x=1～7) 包含各实验主函数 labx.h/.c(x=1～7) 包含各实验菜单函数及实验程序

14 开发板实验程序资源概述 开发板各实验主函数流程图 （LABxmain.c中）:

15 开发板供电方案实物分析 供电： 供电：5529USB eZ-FET USB 拨码开关:LDO 拨码开关:eZ 短路块：默认 短路块：默认
供电：JTAG 拨码开关: JTAG/BALTT 短路块： JP11：JTAG 供电：电池 拨码开关: JTAG/BATT 短路块：默认

16 开发板供电方案电路分析 SW1 DVCC VCC
下图中SW1代表电源选择拨码开关；DVCC电源为MSP430F5529微控制器供电，测试该路电流，即可得到MSP430F5529微控制器的功耗；VCC电源为除MSP430F5529微控制器外其他模块供电，测试该路电流，即可得到系统的功耗。 MSP-EXP430F5529开发板电源选择电路图 SW1 DVCC VCC

17 开发板供电方案电路分析 ◆供电方案一电路分析：
该方案供电来自于右上角F5529USB接口，供电电压为3.3V，供电电流为500mA。由“左图”JP8短路块可知LDO_SEL和ALT_LDO短路，由“中图”可见，ALT_LDO为由5529_VBUS经TPS73533芯片电平转换而来；由“右图”可见，5529_VBUS由USB传输线上电源线所得，电压值为5V。 中图：LDO电平转换电路 右图：F5529 Mini-USB电路 左图：JP8电路 F5529 USB DVCC & VCC

18 开发板供电方案电路分析 ◆供电方案二电路分析：
该方案供电来自于右下角EZ430-FET USB接口，供电电压为3.6V，供电电流为250mA。由“左图”可见，该方案的供电电源EZ_VCC由EZ_VBUS经TPS77301DGK芯片电平转换而来；由“右图”可见，EZ_VBUS由USB传输线上电源线所得。 左图 EZ430-FET LDO电平转换电路 右图 EZ430-FET Mini-USB接口电路 DVCC & VCC

19 开发板供电方案电路分析 ◆供电方案三电路分析：
该方案的供电来自于JTAG仿真接口，供电电压为1.8V～5V之间，供电电流为100mA。由下图可知该方案的供电电源JTAG_PWR来自于JTAG接口电路上的电源引脚。 DVCC & VCC

20 开发板供电方案电路分析 ◆供电方案四电路分析：
该方案的供电电源来自于外部电池或其他的外部电源输入。由下图可见，若将两节干电池的连线插入J9的插槽中，即可为整个系统供电；或者利用J10的插针引入外部适当电源，也可为整个系统供电。

21 开发板仿真方案分析 方案一：将Mini-USB线与eZ-FET USB相连， 采用内置仿真器eZ-FET 进行程序下载仿真。
该方案无需安装仿真器驱动，程序可直接下载调试，如下图仿真方案一； 方案二：将MSP-FET430UIF与JTAG接口连接，采用外置仿真器进行程序下载仿真。该方 案需安装仿真器驱动，才可进行程序的下载调试，如下图仿真方案二； 方案三：采用MSP430 BSL进行仿真，仿真方法可以参考：USB Field Firmware Updates on MSP430™ MCUs

22 开发板短路块设置及功能介绍 短路块 连接短路块的功能 去除短路块的功能 JP2-POT 连接齿轮电位计和P8.0
JP3-LED1 连接LED1和P1.0 断开LED1和P8.0的连接 JP6-430 PWR 对MSP430F5529提供电源，可以用来测试单片机功耗，注意：430 PWR通孔与JP6引脚相连。 断开MSP430F5529的电源 JP7-SYS PWR 对开发板提供电源，可以用来测试开发板系统功耗。 断开开发板电源 JP8-LDO 仅在5529 USB提供电源时有用。 ALT（默认）：连接LDO（TPS73533）与MSP430 VCC； INT：连接F5529LDO与MSP430 VCC 5529 USB无法供电 JP11-JTAG 仅在JTAG供电时有用 EXT（默认）：JTAG对系统供电； INT：JTAG不对系统供电 JTAG无法对系统供电 JP14-RF PWR 连接VCC和RF接口:J12，J13和RF2 RF接口无电源供应 JP15-USB PWR 将USB 5V电源供给MSP430F5529和LDO（TPS73533） USB 5V电源无法供给系统 JP16-ez-FET DVCC：连接MSP430 VCC与Ez-FET； TXD/RXD：在F5529与Ez-FET之间连接UART； RST/TEST：在F5529与Ez-FET之间连接JTAG。 无法连接F5529与eZ-FET

23 开发板各接口引脚介绍 （1）J4接口引脚连接列表: （2）J5接口引脚连接列表: 引脚描述 引脚（左） 引脚（右） 引脚说明 引脚（左）
Vcc VCC P6.6 CB6/A6 UCA1RXD / UCA1SOMI P4.5 P8.1 GPIO – LED2 UCA1TXD / UCA1SIMO P4.4 P8.2 GPIO – LED3 GPIO P4.6 P8.0 GPIO – 齿轮电位计 P4.7 A9 / VREF- / VeREF- P5.1 GND P6.7 CB7 / A7 （2）J5接口引脚连接列表: 引脚说明 引脚（左） 引脚（右） VCC P7.0 CB8 / A12 UCB1SOMI / UCB1SCL - SD P4.2 P7.1 CB9 / A13 UCB1SIMO / UCB1SDA - LCD/SD P4.1 P7.2 CB10 / A14 UCB1CLK / UCA1STE - LCD/SD P4.3 P7.3 CB11 / A15 UCB1STE / UCA1CLK - RF P4.0 TB0OUTH / SVMOUT - SD P3.7 GND P7.7 TB0CLK / MCLK

24 开发板各接口引脚介绍 （3） J12接口引脚连接列表: 引脚说明 引脚（左） 引脚（右） (RF_STE) P2.6 P3.0
(RF_SIMO) (RF_SOMI) P3.1 P3.2 (RF_SPI_CLK) TA2.0 P2.3 P2.1 TA1.2 TB0.3 P7.5 GND GPIO P4.7 P2.4 TA2.1 (RXD) P4.5 P4.6 (TXD) P4.4 P4.0 UCx1xx (LED1) P1.0 P2.0 TA1.1 RF_PWR

25 开发板资源下载途径 （1）MSP-EXP430F5529官方网站：
（2）MSP-EXP430F5529开发板用户指导手册： （3）MSP-EXP430F5529开发板硬件电路图： （4）MSP430x5xx/x6xx用户指导： （5）MSP430F552x数据手册： （6）MSP430F552X例程： （7）CCSv5下载途径： （8）USB开发资源库下载途径： （9）电容触摸资源库下载途径：