如何学习msp430单片机?
学习就是迎接挑战,解决困难的过程。没有挑战,生活就没有乐趣。
以MSP430系列单片机为例,讲解学习单片机的过程。
(1)获取信息
购买相关书籍,从杭州利尔达公司和TI的网站获取信息。比如可以找到FET的说明书,MSP430 F1xx系列,F4xx系列的说明书和具体单片机的资料,可以找到仿真器FET的电路图,实验板的电路图,芯片封装知识等大量实用的参考电路。当然,有些资料是英文的,所以看懂英文资料是一个挑战。有必要学习四六级。英语很难学,但是阅读材料很容易。只要下定决心,读一篇材料,就能看懂所有相关的材料。
(2)购买一个仿真器FET和一个实验电路板
如果经济条件好,可以直接买。
(3)自制仿真场效应管和实验电路板。
自制仿真器FET,首先在网上找FET电路图,然后可以用电路板绘图软件画电路图和电路板图,这又是一个挑战。FET电路很简单,但是做起来还是需要一些努力的。找一本关于它的书,然后练习画原理图。画完原理图,学懂元器件包装,再去买元器件。这时候就可以画出电路板图了。一旦画好,就把形成的PCB文件交给电路板制造公司。10天后就可以拿到电路板,焊接元器件和线缆,实验电路板完成后就可以用了。
自制实验电路板需要了解单片机芯片的内部工作原理和封装,清楚每个管脚的作用。还需要数码管、按钮、行电阻、三端稳压器、二极管、散热器、电解电容、普通电容、电阻、拨动开关等元件的知识。对于初学者来说,只需要三个数码管,八个按钮,八个发光二极管,就可以做一个简单的实验板。自制实验电路板与自制场效应管相同。先画电路图,再买元器件,再画电路板。因为MSP430系列芯片是扁平封装,所以很难焊接,看似是个挑战,其实很简单。方法如下:首先在垫上涂抹松香水。在松香水还没干的时候,把芯片放在焊盘上,注意芯片第一个引脚的位置,将引脚对准焊盘。将清洁的烙铁(无任何焊料)与引脚接触。只要引脚是热的,焊盘上的焊料就会自动。电路板焊接时,每个元件都要检查参数,能用万用表测量的元件都要测量。
(4)从网上获取IAR软件。
从LIDAR或TI的网站下载IAR软件,安装在电脑上。
(5)调试场效应管和实验板
将FET的一端连接到PC的并口,另一端连接到实验板的JTAG接口。通电后,检查实验板上的FET芯片和单片机芯片是否发热(手动)。PC机正常工作后,运行IAR软件,找一个C语言或者汇编语言的例子,编译成功后下载到单片机。如果可以下载,说明一切顺利。否则需要仔细研究。一般来说,只要电路板上的电路正确,元件参数准确,就没有故障。
(6)逐步学习单片机
学习使用单片机就是要了解单片机的硬件结构,学习汇编或C语言中各种函数的初始化设置,实现各种函数的编程。
步骤1:使用数字I/O。
您可以通过使用按钮输入信号和LED显示输出电平来学习引脚的数字I/O功能。按下一个按钮后,一个LED就亮了,这是数字电路中组合逻辑的作用。虽然很简单,但是可以学习一般的单片机编程思路。例如,必须设置许多寄存器来初始化引脚,以便引脚可以具有数字输入、输出和输出功能。每次使用单片机的一个功能,都必须设置控制该功能的寄存器。这是单片机编程的特点。不要怕麻烦。所有的单片机都是这样的。
步骤2:计时器的使用
学会使用定时器,就可以用单片机实现时序电路。时序电路功能强大,在工业和家用电器的控制中有很多应用。例如,你可以用单片机实现一个按钮的楼道灯开关。按下按钮一次后,灯会在3分钟后自动熄灭。当连续按下按钮两次时,灯将一直点亮和熄灭。当按下按钮超过2秒钟时,灯将熄灭。数字集成电路可以实现时序电路,可编程逻辑器件(PLD)可以实现时序电路,可编程控制器(PLC)也可以实现时序电路,但只有单片机可以实现最简单,成本最低。
定时器的使用很重要,逻辑加时间控制是单片机使用的基础。
步骤3:打断
单片机的特点是重复执行一个程序,程序中每条指令的执行都需要一定的执行时间。如果程序不执行指令,指令的动作就不会发生,会耽误很多快速的事情,比如按钮按下时的下降沿。为了使单片机在程序正常运行时响应快速动作,需要使用单片机的中断功能,即在快速动作发生后,单片机中断程序的正常运行,处理快速动作,处理完毕后返回执行正常程序。使用中断功能的难点在于准确知道什么时候不允许中断(屏蔽中断),什么时候允许中断(开启中断),需要设置哪些寄存器才能使某些中断工作,中断开始时程序应该做什么,中断完成后程序应该做什么等等。
学会中断后,就可以做一个结构更复杂的程序了。这样的程序可以做一件事,也可以监控一件事。一旦被监控的事情发生,可以中断正在做的事情,处理被监控的事情。当然也可以监控很多东西。打个比喻,中断功能让单片机有了吃碗看锅的功能。
学会以上三步,就相当于十八掌降龙,会三掌,勉强能自保。
第四步:RS232与PC机通信。
单片机有USART接口,特别是MSP430系列很多型号都有两个USART接口。USART接口不能与PC的RS232接口直接连接,两者的逻辑电平不同,需要一个MAX3232芯片进行电平转换。
USART接口的使用非常重要。通过这个接口,单片机和PC机之间可以进行信息交换。虽然RS232通讯并不先进,但是对于学习接口非常重要。要正确使用USART接口,需要学习通信协议,PC机的RS232接口编程等等。想象一下,单片机实验板上的数据显示在PC机的显示器上,PC机的键盘信号可以显示在单片机实验板上。这将是一件多么有趣的事情啊!
第五步:学习A/D转换。
MAP430单片机具有多路12位A/D转换器,通过这些转换器单片机可以对模拟信号进行运算,显示和检测电压、电流等信号。注意模拟地和数字地的概念,基准电压,采样时间,转换速率,转换误差等等。
使用模数转换功能的一个简单例子是设计一个电压表。
第六步:学习PCI、I2C接口和LCD接口。
使用这些接口可以使单片机更容易与外部设备连接,这对扩展单片机的功能非常重要。
第七步:学习比较、捕获和PWM的功能。
这些功能可以使单片机控制电机,检测速度信号,实现电机调速器的控制功能。
学会以上七个步骤,就可以设计一个通用的应用系统,相当于学会了十招十八掌,就可以攻了。
第八步:学习USB接口、TCP/IP接口以及各种工业总线的软硬件设计。
学习USB接口、TCP/IP接口以及各种工业总线的软硬件设计非常重要,因为这是当前产品开发的发展方向。
到目前为止,相当于学了15招了十八掌龙,但还不如把天下无敌手都打了。即便如此,也是单片大虾。对了,MSP430单片机的技术支持很好,负责任的工程师大虾会在关键时候挺身而出,让你脱离危险。
达到理想状态
很难达到理想的状态。在知识爆炸的时代,即使每天学习,也很难跟上科技的发展。更何况你还要每天努力找工作,提高职称,写论文,搞科研经费,政治学习,买房买车,柴米油盐酱醋茶。那么,还需要学习吗?答案是肯定的,人活着就是为了兴趣,只有热爱单片机才能学习单片机,不是为了什么目的,而是为了学习的乐趣。当然,如果利息也能赚钱,那就一举两得了。
学习使用单片机其实就是学习使用工具。充其量是个灌锅铲碗的手艺人。要想更进一步,需要在信号识别、控制理论、数字信号处理理论、通信理论上下功夫。只有这样,才能开发出具有知识产权的高层次、高附加值的产品,达到巧用十八龙,打遍天下无敌手的最高境界。
单片机是DSP、嵌入式操作系统等高级硬件产品开发的基础。如果想进一步发展,就必须学习单片机的开发。
如果在单片机的基础上学习CPLD、FPGA、硬件描述语言的开发,可以在高速产品的开发中分得一杯羹。