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MSP430F5529开发板实验指导书.pdf

发布时间：2022-06-15 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：4.48M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    MSP-EXP430F5529 实验指导书 MSP-EXP430F5529 开发板实验指导书 前言 MSP430F5529 是最新一代的具有集成 USB 的超低功耗单片机，可以应用于能量收集、 无线传感以及自动抄表等场合，是最低工作功耗的单片机之一。 MSP430F5529 开发板 (MSP-EXP430F5529)是 MSP430F5529 单片机的开发平台，由电源选择开关、RF 射频接口、 microSD Card 插槽、MSP430F5529 芯片及引出引脚、USB 接口、JTAG 仿真接口、齿轮电 位计、电容触摸按键、LED、按钮、EZ-FET 内置仿真器、102x64 点阵 LCD 和三坐标轴加 速度计组成。该开发板将 I/O 引脚接出来，方便用户进行实验操作，既可用于科研开发， 又适合实验教学、课程设计、毕业设计等，为广大高校师生提供了良好的实验开发环境，同 时也是广大电子爱好者学习、开发 MSP430 系列单片机的良好平台。 该实验指导书共有 9 章，分为两大部分。第一部分为第 1 章至第 2 章，介绍开发板的硬 件和软件资源，以及 CCSv5.1 的安装和使用。第二部分为第 3 章至第 9 章，介绍 7 个实验。 按原开发板的板载程序，可以做 6 个实验：时钟实验、游戏实验、功耗测试实验、应用程序 演示实验、SD 卡内存读取实验和开发板设置实验。我们以各主要模块应用为线索，对这 6 个实验进行重新整合分类，形成了 7 个实验：液晶显示及时钟实验、触摸按键应用实验、加 速度计应用实验、USB 通信实验、Micro SD 卡应用实验、功耗测试实验和综合实验，并将 原来的 1 个软件工程，整理成 7 个独立的软件工程，调试通过，便于读者实验。 此外，与该实验指导书配套的还有 PPT 和实验视频材料，以便读者更好地利用开发板 进行学习和实验。 该实验指导书、程序和相关材料是在 TI 公司大学计划的资助下，由合肥工业大学电气 与自动化工程学院 DSP 实验室任保宏编写，由徐科军审阅。在编写过程中，得到 TI 大学计 划黄争经理的指导，以及合肥工业大学电气与自动化工程学院 DSP 实验室胡小玲和邵春莉 等的帮助。在此，表示衷心的感谢。由于时间和水平有限，书中可能存在错误和不妥之处， 敬请广大读者批评指正。 合肥工业大学电气与自动化工程学院 DSP 实验室 2012 年 8 月
    MSP-EXP430F5529 实验指导书 目录 第一部分：实验设备软硬件安装及说明 ....................................................................................... 1 第一章 MSP-EXP430F5529 开发板概述 ............................................................................... 1 1.1 MSP430F5529 微控制器特性 .................................................................................... 1 1.2 MSP430F5529 引脚图及结构框图 ............................................................................ 2 1.3 MSP-EXP430F5529 开发板硬件及软件资源概述 ................................................... 3 1.4 MSP-EXP430F5529 开发板供电方案分析 ............................................................... 5 1.5 MSP-EXP430F5529 开发板仿真方案分析 ............................................................... 8 1.6 MSP-EXP430F5529 开发板短路块设置及功能介绍 ............................................... 9 1.7 MSP-EXP430F5529 开发板各接口引脚介绍 ........................................................... 9 1.8 MSP-EXP430F5529 开发板资源下载途径 ............................................................. 10 第二章 软件的安装与应用 ................................................................................................... 11 2.1 CCSv5.1 的安装 ....................................................................................................... 11 2.2 利用 CCSv5.1 导入已有工程 ................................................................................. 14 2.3 利用 CCSv5.1 新建工程 ......................................................................................... 16 2.4 利用 CCSv5.1 调试工程 ......................................................................................... 18 2.5 CCSv5.1 资源管理器介绍及应用 ........................................................................... 25 第二部分：实验例程介绍 ............................................................................................................. 29 第三章 液晶显示及时钟实验 ............................................................................................... 29 3.1 实验目的 .................................................................................................................. 29 3.2 实验所需硬件电路模块介绍 .................................................................................. 29 3.3 程序资源介绍 .......................................................................................................... 32 3.4 实验内容 .................................................................................................................. 38 3.5 实验原理 .................................................................................................................. 39 3.6 对比度调节实验 ...................................................................................................... 47 3.7 背光调节实验 .......................................................................................................... 48 3.8 数字时钟实验 .......................................................................................................... 50 3.9 模拟时钟实验 .......................................................................................................... 52 3.10 时钟设置实验 ........................................................................................................ 53 第四章 触摸按键应用实验 ................................................................................................... 57 4.1 实验目的 .................................................................................................................. 57 4.2 实验所需硬件电路模块介绍 .................................................................................. 57 4.3 程序资源介绍 .......................................................................................................... 58 4.4 实验内容 .................................................................................................................. 60 4.5 实验原理 .................................................................................................................. 60 4.6 触摸滑块演示实验 .................................................................................................. 64 4.7 触摸按键柱形图演示实验 ...................................................................................... 66 4.8 Simon 游戏实验 ....................................................................................................... 68 第五章 加速度计应用实验 ................................................................................................... 71 5.1 实验目的 .................................................................................................................. 71 5.2 实验所需硬件电路模块介绍 .................................................................................. 71 5.3 程序资源介绍 .......................................................................................................... 72
    MSP-EXP430F5529 实验指导书 5.4 实验内容 .................................................................................................................. 74 5.5 实验原理 .................................................................................................................. 74 5.6 加速度计校准实验 .................................................................................................. 77 5.7 动态立方体演示实验 .............................................................................................. 79 5.8 数字拼图游戏实验 .................................................................................................. 81 第六章 USB 通信实验 .......................................................................................................... 84 6.1 实验目的 .................................................................................................................. 84 6.2 实验所需硬件电路模块介绍 .................................................................................. 84 6.3 程序资源介绍 .......................................................................................................... 84 6.4 实验内容 .................................................................................................................. 88 6.5 实验原理 .................................................................................................................. 88 6.6 终端显示实验 .......................................................................................................... 91 第七章 Micro SD 卡应用实验 .............................................................................................. 98 7.1 实验目的 .................................................................................................................. 98 7.2 实验所需硬件电路模块介绍 .................................................................................. 98 7.3 程序资源介绍 .......................................................................................................... 99 7.4 实验内容 .................................................................................................................. 99 7.5 USB 型 SD 卡读写实验 ......................................................................................... 100 7.6 SD 卡内存读取显示实验 ....................................................................................... 102 第八章 功耗测试实验 ......................................................................................................... 105 8.1 实验目的 ................................................................................................................ 105 8.2 实验所需硬件电路模块介绍 ................................................................................ 105 8.3 实验内容 ................................................................................................................ 105 8.4 实验原理 ................................................................................................................ 105 8.5 功耗测试实验 ........................................................................................................ 108 第九章 综合实验 ................................................................................................................. 112 9.1 实验目的 ................................................................................................................ 112 9.2 实验所需硬件电路模块介绍 ................................................................................ 112 9.3 实验内容 ................................................................................................................ 112 9.4 实验原理 ................................................................................................................ 113 9.5 飞船避障游戏实验 ................................................................................................ 113 9.6 USB 鼠标实验 ........................................................................................................ 115 附录一 RF 无线接口模块电路介绍 ........................................................................................... 118 附录二 EZ430-RF 接口模块电路介绍 ....................................................................................... 118
    MSP-EXP430F5529 实验指导书 第一部分：实验设备软硬件安装及说明 第一章 MSP-EXP430F5529 开发板概述 1.1 MSP430F5529 微控制器特性 ◆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 ◆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 第一章 MSP-EXP430F5529 开发板概述 1
    MSP-EXP430F5529 实验指导书 --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。 1.2 MSP430F5529 引脚图及结构框图 MSP430F5529 的引脚图如图 1.1 所示，结构框图如图 1.2 所示。 图 1.1 MSP430F5529 引脚图 注：其引脚具体功能请参考 MSP430F5529 数据手册 图 1.2 MSP430F5529 结构框图 第一章 MSP-EXP430F5529 开发板概述 2
    MSP-EXP430F5529 实验指导书 1.3 MSP-EXP430F5529 开发板硬件及软件资源概述 1.3.1 MSP-EXP430F5529 开发板硬件资源概述 MSP430F5529 开发板(MSP-EXP430F5529)是 MSP430F5529 器件的开发平台，为最新 一代的具有集成 USB 的 MSP430 器件。该开发板与 CC2520EMK 等众多 TI 低功耗射频 无线评估模块兼容。开发板能帮助设计者快速使用 F5529 MCU 进行学习和开发，其中 F5529 MCU 为能量收集、无线传感以及自动抄表基础设施 (AMI) 等应用，提供了业界最 低工作功耗的集成 USB、更大的内存和领先的集成技术。 MSP430F5529 开发板的结构组成如图 1.3 所示。我们从左上角开始，按顺时针方向介 绍：MSP-EXP430F5529 集成了电源选择开关（4 种电源选择方式）、电池或外部电源接口、 1 个 RF 射频接口、Micro SD Card 插槽（附 1G 内存卡）、MSP430F5529 引脚接口、5529USB 接口、JTAG 仿真接口、1 个齿轮电位计、5 块电容触摸按键、9 个 LED、4 个按钮（2 个 用户配置按钮、1 个复位按钮、1 个 BSL 按钮）、eZ-FET 内置仿真器、1 块 102x64 点阵 LCD、 1 个三坐标轴加速度计以及 MSP430F5529 芯片。 该开发板将 F5529 部分引脚接出来，方便用户进行实验操作，既适合科研开发，又适 合实验教学、课程设计、毕业设计等，为广大高校师生提供了良好的实验开发环境，同时也 是广大电子爱好者学习、开发 MSP430 系列单片机的良好平台。 附：具体的硬件电路图可通过以下途径获得：http://www.ti.com/lit/zip/slar055。 图 1.3 MSP-EXP430F5529 实物硬件资源图 第一章 MSP-EXP430F5529 开发板概述 3
    MSP-EXP430F5529 实验指导书 1.3.2 MSP-EXP430F5529 开发板实验程序资源概述 MSP-EXP430F5529 开发板的实验程序资源包含在名为 MSP-EXP430F5529 LAB CODE 的文件夹内，表 1.1 为各实验文件夹（LABx）内资源描述列表。 表 1.1 实验文件夹内资源描述列表 文件名称 CTS Drivers F5xx_F6xx_Core_Lib FatFs MSP-EXP430F5529_HAL USB 描述 包含触摸按键应用程序资源库 包含 USB 通信实验硬件驱动 包含 MSP430 F5 和 F6 系列核心模块程序资源库 包含开源的 FATFS 系统文件 包含 MSP-EXP430F5529 开发板硬件模块程序资源库 包含 USB 应用程序资源库 包含开发板示例程序代码 包含各实验主函数 包含各实验菜单函数及实验程序 UserExperienceDemo LABxmain.c(x=1～7) labx.h/.c(x=1～7) MSP-EXP430F5529 开发板各实验主函数（LABxmain.c 中）流程图如图 1.4 所示。 图 1.4 各实验程序主函数流程图 第一章 MSP-EXP430F5529 开发板概述 4 开始关闭看门狗初始化GPIO设VCORE为最大初始化时钟使能全部中断初始化LCD初始化齿轮电位器等待按键被按下或超时退出等待显示TI图案清除中断标志设置实时时钟初始化背光设置背光值设置对比度值初始化按键使能全部按键中断键值清零清屏显示说明等待按键被按下或超时退出等待各实验程序初始化加速度偏移量读取对比度和背光值
    MSP-EXP430F5529 实验指导书 1.4 MSP-EXP430F5529 开发板供电方案分析 1.4.1 MSP-EXP430F5529 开发板供电方案实物分析 MSP-EXP430F5529 开发板有四种供电方案，在实物硬件连接上如图 1.5 所示： 图 1.5 开发板供电方案实物连接图 供电方案设置： 方案一：开发板由 5529USB（开发板右上角）供电，将电源拨码开关打到 LDO 档位， 电源选择短路块保持原始位置不变。 方案二：开发板由 EZ-FET USB（开发板左下角）供电，将电源拨码开关打到 eZ 档位， 电源选择短路块保持原始位置不变。 方案三：开发板由 JTAG 仿真接口供电，将电源拨码开关打到 JTAG/BATT 档位，注意： 将 JP11 短路块由左边两个端口短接变为右边两个端口短接，其他电源选择短路块保持原始 位置不变。 方案四：开发板由两节电池供电，将电源拨码开关打到 JTAG/BATT 档位，电源选择短 路块保持原始位置不变，并将电池连线接口插入电池或外部电源选择插槽中。 1.4.2 MSP-EXP430F5529 开发板供电方案电路分析 MSP-EXP430F5529 开发板四种供电方案电路如图 1.6 所示： 第一章 MSP-EXP430F5529 开发板概述 5
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