MSP430技術(shù)研討會問題集錄
發(fā)布時間：2008-1-1 11:51
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MSP430
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MSP430基礎(chǔ)介紹
Q1. MSP430使用8M的時鐘刷新320 * 240的LCD點陣，不能及時刷新，而改用ARM后可以？
A1：以前的MSP430為8MIPS的速度，但是并非MSP430的指令都是一個CYC的，MSP430指令的執(zhí)行時間依賴于指令形式，尋址方式。對于I/O操作的指令來說，消耗的指令周期為3個CYC，所以相對于I/O操作的效率并沒有達到8MIPS。要解決這個問題，可以使用今后已經(jīng)推出的2XX系列或即將推出的5XX系列，她們的頻率最高分別可達到16M和25M。
Q2.MSP430直接操作FLASH，RAM，是否需要累加器作Buff？
A2:不需要，MSP430的尋址采用的Atomic的形式，任何地址的訪問都可以做到直接訪問，有效地解決了累加器的瓶頸。
Q3. MSP430單片機中乘法器是如何使用的？
A3：MSP430單片機中有很多帶有硬件乘法器。如MSP430F149
在匯編中使用硬件乘法器只需要將乘數(shù)與被乘數(shù)放入相應(yīng)得寄存器，經(jīng)過一個CPU時鐘后在將結(jié)果從寄存器中取出即可。可參考《MSP430X4XX Family User’s Guide》中的第七章。
在C語言中，乘法的運算會由編譯器自動的放入乘法器完成，用戶不用直接的去操作乘法器。
Q4. FW和FE的特點？
A4：MSP430FW42X是在MSP430F415的基礎(chǔ)上集成了一個Scan IF 模塊。Scan IF模塊通過對LC傳感器震蕩幅值的檢測來確定L所處的位置，經(jīng)狀態(tài)處理機和時間處理機得到物體運動的變化。目前被廣泛用于Giant magneto-resistive、Hall-effect等領(lǐng)域。
MSP430FE42X是在MSP430F42X的基礎(chǔ)上集成了一個電能計量模塊(ESP430CE1)，利用這個模塊，可以自動的算出電能表的常用參數(shù)如有功功率，無功功率，相位，頻率，電壓，電流等。用戶只需要直接的去相應(yīng)得寄存器讀取就可以了。目前主要應(yīng)用于單相電能表領(lǐng)域。
Q5.MSP430中，有些型號的單片機只有一個晶振的輸入，是否只能用低頻晶振了？
A5：MSP430所有單片機中都有晶振輸入口LFXT1。LFXT1即允許接低速晶振(32k)，也允許接告訴晶振(450K – 8M (2XX為16M))。這些可以通過軟件在DCO寄存器中配置。在只有一個晶振輸入允許的情況下，推薦接入低速晶振。然后利用FLL+模塊后或由 Timer_A3配合，通過軟件實現(xiàn)高速的頻率要求。這樣在低功耗的LPM3模式下，還能保持一個低速的時鐘ACLK處于運行狀態(tài)。
全新的MSP430F2XX系列
Q1.看門狗在LPM4模式下開啟時的復(fù)位問題？
A1：MSP430F20xx內(nèi)部有增強的看門狗電路，它具有時鐘保護功能，即當看門狗電路工作時，如果軟件將看門狗電路的時鐘關(guān)閉，那么將會啟動看門狗的動作，引起系統(tǒng)的復(fù)位。因為在LPM4模式下，所有的時鐘將被關(guān)閉，那么此時如果看門狗電路已經(jīng)被開啟，那么它將引起系統(tǒng)的復(fù)位。
Q2.SD16在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)時，實際電路測試時發(fā)現(xiàn)在剛啟動SD16的轉(zhuǎn)換時數(shù)據(jù)不準確，要等一段時間數(shù)據(jù)才能穩(wěn)定，請問是什么原因？
A2：請首先排除采樣時鐘的問題，如果采樣時鐘不穩(wěn)定，會導(dǎo)致采樣的數(shù)據(jù)不在預(yù)期的時間點上產(chǎn)生；如果采樣時鐘穩(wěn)定，那么問題可能出現(xiàn)在SD16模塊的數(shù)字濾波部分，因為數(shù)字濾波器需要建立的時間，所以需要增加2到3個采樣周期，才可以得到比較準確的采樣信號，請參看MSP430xF2xx User's Guide(TI文檔號slau144)中12.2.7節(jié)Digital Filter中的介紹。
Q3 聽說一個10位的ADC可以將它的采樣精度提高到12位甚至14位，是怎么做到的？
A3：請參考“采用集成了運算放大器的FG43x構(gòu)建便攜式儀表”議題中的求和＋擾動電路，其主要是利用了過采樣，通過提高采樣的頻率來得到較高的采樣精度，是犧牲速度來換取精度的一種方法。其原理是利用過采樣的方法 (Oversampling)，即如果在直流輸入信號上疊加一個交流（抖動）信號，并用比該交流信號頻率高的多的采樣頻率進行采樣，此時得到的數(shù)字輸出值將是變化的，用這些采樣結(jié)果的平均值表示模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果便能得到比用同樣模數(shù)轉(zhuǎn)換高得多大的采樣分辨率，詳細的理論依據(jù)可參看有關(guān)過采樣的理論或者 ΣΔADC的原理。
Q4 為什么WDT+在關(guān)閉所有時鐘后還能運行?
A4 ：在上面已經(jīng)提到，MSP430F2xx的WDT+模塊具有時鐘保護的模塊，當關(guān)閉其時鐘后，由于時鐘保護模塊的作用，將會引起系統(tǒng)的復(fù)位，以提醒系統(tǒng)正確的設(shè)定WDT模塊的時鐘，來確保看門狗電路始終保持在正常的工作狀態(tài)。
Q5.SPI及I2C模塊可以到多高的速度？MSP430F2xx的上拉或者下拉電阻是否可以被屏蔽掉？
A5.：在實際應(yīng)用中，我們采用MSP430F1xx的SPI在8MHz的頻率下，可以做到4M的速度，I2C可以做到400k。MSP430F2xx的上拉或者下拉電阻可以被屏蔽掉，當不需要MSP430F2xx的引腳上拉或者下拉電阻的功能，可以設(shè)定PxREN寄存器的相應(yīng)位置為0即可。
Q6.BSL的原理是什么？
A6：請參考TI應(yīng)用文檔slaa096(Application of Bootstrap Loader in MSP430 With Flash Hardware and Software Proposal) & slaa089(Features of the MSP430 Bootstrap Loader)。
BSL(Bootstrap Loader)是用于在MSP430設(shè)計開發(fā)及系統(tǒng)更新時對FLASH編程。它可以用經(jīng)UART協(xié)議傳送的命令來激活，所用的協(xié)議時MSP430的具有先導(dǎo)同步字符的標準串行通信協(xié)議(SSP)。為了避免BSL代碼被錯誤的寫操作覆蓋，這些代碼保存在專用的BOOT ROM中。對于BSL，任何直接或者間接的讀命令都需通過保護口令的驗證。
BSL功能提供了在JTAG熔絲燒斷的情況下，對系統(tǒng)軟件進行更新的方法。
系統(tǒng)監(jiān)控——透過電視系統(tǒng)的應(yīng)用
Q1.使用MSP430F1121，如何實現(xiàn)一個1K-100K,占空比為50%的可調(diào)整頻率輸出，調(diào)整精度為1K？
A1: 將Timer_A3設(shè)置成UP模式，SMCLK = 8M，CCR0設(shè)置成PWM輸出，輸出方式為翻轉(zhuǎn)。
如100K輸出，CCR0為8M/100K/2 = 40；1K輸出，CCR0 = 8M/1K/2 = 4000；硬件自動輸出。
Q2.MSP430的中斷優(yōu)先級是否可以編程？中斷可以嵌套嗎？嵌套原則是什么？
A2：MSP430的中斷向量在0xFFE0-0xFFFF中，共16個字節(jié)。優(yōu)先級是固定的，不可編程的，其優(yōu)先級的順序可參考中斷向量表。每一個模塊都有一個固定的中斷向量，整個MSP430系列中，相同模塊的中斷向量地址都是一樣的。
MSP430的中斷允許中斷嵌套，中斷嵌套時只需將GIE置位即可。在中斷嵌套時，當前的中斷中可以嵌套所有430的中斷而不區(qū)分中斷的高低級別。MSP430的中斷優(yōu)先級只在同時有多個中斷請求時才發(fā)揮作用。
MSP430用于小信號系統(tǒng)的測量
Q1. 錄音回放系統(tǒng)的采樣頻率是6.5k，那么MSP430FG43x可以錄多少時間？
A1：以6.5k的采樣頻率，每秒采樣數(shù)據(jù)為6.5k個，因為采用MSP430FG43x內(nèi)部12bitADC，如果不做處理的話，每筆數(shù)據(jù)占用1Word(12bit)，那么每秒數(shù)據(jù)6.5 * 2 = 13kB.
如果采用MSP430FG437(30kB Flash)可存 32 / 13 = 2.46秒；
采用MSP430FG438(48kB Flash)可存 48 / 13 = 3.69秒；
采用MSP430FG439(60kB Flash)可存 60 / 13 = 4.61秒。
如果取12bit中的8位數(shù)據(jù)存儲，那么每秒數(shù)據(jù)為 6.5kB，MSP430FG437可存30/6.5 = 4.61秒；MSP430FG438可存48/6.5 = 7.38秒；MSP430FG439可存60/13 = 9.23秒。
如果對采樣數(shù)據(jù)進行壓縮處理，存儲的時間將得到延長。
Q2. 軌到軌(Rail-to-Rail)輸入、輸出是什么含義？
A2：軌到軌輸入(輸出),是一種集成電路制造工藝,很多滿幅度輸出的運放是采用的這種工藝.軌到軌輸入(輸出)的意思是說輸入(輸出)電平可以達到供電電源的高低電平。
Q3. 增益帶寬積是什么意思？增益和帶寬有什么關(guān)系？
A3：增益帶寬積(GBW - Gain-Bandwidth Product)是開環(huán)電壓增益與頻率的乘積關(guān)系。
IAR開發(fā)系統(tǒng)的深入介紹
Q1. MSP430 中PC+1是Word + 1還是Byte + 1？是否能夠訪問到Byte?是不是8位的架構(gòu)
A1：MSP430是16位內(nèi)核的單片機，他的指令是16位的指令而不是8位的指令。在MSP430種PC+1只能是Word + 1。不能訪問Byte地址。所以PC里面的值一定是偶數(shù)
MSP430在實際應(yīng)用中的設(shè)計概念
Q1. 在SD16同一通道中輸入相同的電壓值，F(xiàn)M不同，轉(zhuǎn)換結(jié)果會有很大的差別。
A1：使用F4270 的EVK板，外部輸入電壓為可調(diào)電阻調(diào)整電壓降為464.37mV差動輸入MSP430F4270 A1+與A1-，測
試結(jié)果如下表
采樣頻率fM Gain OSR REF ADC輸出(最小) ADC輸出(平均10次) ADC輸出(最大)
32K（ACLK） 1 1024 內(nèi)部1.2 V 25070 25071 25074
125K（SMCLK） 1 1024 內(nèi)部1.2 V 25070 25071 25074
250K（SMCLK） 1 1024 內(nèi)部1.2 V 25070 25071 25074
500K（SMCLK） 1 1024 內(nèi)部1.2 V 25073 25074 25077
1M （SMCLK） 1 1024 內(nèi)部1.2 V 25118 25120 25124
從測試結(jié)果來看，采樣頻率對ADC轉(zhuǎn)換的輸出是有影響的，
1 采樣頻率fM越高,ADC輸出與信號之間的OFFSET越大，但OFFSET是穩(wěn)定。可以通過校正來改變
2 在滿足采樣信號固有頻率特性的情況下，采樣頻率fM盡可能的低
3 對同一個信號進行采樣，盡可能的保持一個采樣頻率，這樣只有一個OFFSET參數(shù)，方便校正
引起這種現(xiàn)象的原因：
Sigma-Delta ADC 使用的SINC3數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器的增益與采樣信號fM的關(guān)系是一個開口向上的拋物線的關(guān)系。fM越大，增益越小。
Q2. AVCC和DVCC為什么需要分開？
A2：MSP430中的模擬電源與數(shù)字電源是獨立的。為了防止數(shù)字電路對模擬電路的干擾，所以需要將兩者的電源分開，但需要注意的是，數(shù)字電源和模擬電源的電壓最大不能有0.3V的偏差。
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