Inhaltsverzeichnis 1 Ein-Bit-Rechner Mikrorechentechnik-Grundlagen Das Mikrocontrollersystem ein Überblick am Beispiel MSP430F1232

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Ein-Bit-Rechner Rechenwerk Register und Takt Zwischenspeicher Native und emulierte Datenmanipulationsbefehle Steuerwerk Programmsteuerbefehle Befehlsliste Programmspeicher Befehlszähler Zusammenfassung Mikrorechentechnik-Grundlagen Codes ASCII-Code BCD-Code Darstellung von Zahlen in Mikrorechnern Binäres Zahlensystem Vorzeichenlose ganze Zahlen Vorzeichenlose gebrochene Zahlen, Festkommazahlen Vorzeichenbehaftete ganze Zahlen Informationsgehalt eines Bytes Hexadezimales Zahlensystem Zahlendarstellung in 16-Bit-Systemen Statusbits Z-Flag N-Flag C-Flag V-Flag Rechnerarchitekturen Das Mikrocontrollersystem ein Überblick am Beispiel MSP430F Die Mikrocontrollereinheit (MCU) ein Überblick Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) Speicherarchitektur Adressbereichsaufteilung (Memory Map) Peripherie Oszillator und Systemsicherheit Adressbereich, Speicher und Inhalte... 44

2 10 Inhaltsverzeichnis 3.2 Die CPU der MSP430-Mikrocontroller-Familie Register Adressierungsarten Befehle Programmierung und Implementierung Vorbereitungen zur Softwareentwicklung Programmentwicklung Preprozessoranweisungen Das erste eigene Programm Programmiertechniken Unterprogrammtechnik Interrupttechnik Polling oder Interrupt Funktionsgruppen im Interruptprozess Interruptvektortabelle Interruptquellen und Interruptlogik Interruptpriorität Interruptmaskierung Interruptprozess Verschachtelung und Reaktionszeit Interruptprogrammstruktur Hardwaremodule des Mikrocontrollers MSP430F System Reset und Initialisierung Die Signale POR und PUC Der Initialisierungsstatus Basic-Clock-Modul DCO Quarzoszillator Taktsignale des Basic-Clock-Moduls Low-Power Modi Taktfehlererkennung Register des Basic-Clock-Moduls Watchdog-Timer Die parallelen Schnittstellen Überblick zu den parallelen Ports Datenrichtung Daten ausgeben Signalzustände einlesen Arbeiten mit gemischten Eingabe-Ausgabe-Ports...107

3 Inhaltsverzeichnis Interruptmöglichkeiten der parallelen Ports Alternative Verwendung der Portpins Einschaltzustand Register der parallelen Ports Ströme und Spannungen an den Portpins Programmbeispiele Parallelport ausgeben Parallelport einlesen LC-Display-Ansteuerung Timer Einführung Bit-Timer Taktquellenauswahl und Vorteiler CLR-Bit im TACTL-Register Mode-Auswahl Timer starten Capture/Compare-Einheit Capture-Funktion Compare-Funktion Signalerzeugung Konstante Zeitintervalle im Continuous Mode Zeitintervalle im Up Mode Zeitintervalle im Up/Down Mode Output Unit Anschlüsse der Timer_A-Peripheriebaugruppe Verhältnis zwischen Zeitintervall und Zählerstand Register der Timer_A-Baugruppe Interrupt Handling Timer_A Programmbeispiele Signalerzeugung im Continuous Mode PWM-Signalerzeugung im Up Mode USART Asynchrone Übertragung USART asynchrone Betriebsart Baud-Rate-Generator Weitere Features im asynchronen Mode des USART Register der USART-Baugruppe Programmbeispiel Synchrone Übertragung USART synchrone Betriebsart Programmbeispiel...162

4 12 Inhaltsverzeichnis 5.7 ADC Hardware und Funktion der ADC-Peripherieeinheit ADC-Betriebsarten Hinweise zum PCB-Design ADC10-Register Anschlusspin der ADC-Peripheriebaugruppe ADC-Beispielprogramm Der versteckte DMA-Controller Register der DTC-Einheit Programmbeispiel zur DTC-Einheit Flash Memory Lesen vomflash Memory Löschen des Flashspeichers Beschreiben/Programmieren des Flashspeichers Flash-Memory-Register Programmbeispiele zum Flash Memory Löschen eines Flashsegmentes mit Software außerhalb des Flashmoduls Löschen eines Flashsegmentes mit Software innerhalb des Flashmoduls Schreiben eines 16-Bit-Wertes in ein Flashsegment mit Software außerhalb des Flashmoduls Schreiben eines 16-Bit-Wertes in ein Flashsegment mit Software innerhalb des Flashmoduls Mikrocontroller-Programmieren in C Hochsprache C C-Programmbeispiele Parallele Ports Verwenden zweier Leuchtdioden am Port Taster am Port Timer_A Timer_A-Erzeugen von Impulsfolgen Timer_A-Erzeugen von PWM-Signalen ADC AD-Wandlung des Spannungspegels an A USART USARTimAsynchron Mode LCD...194

5 Inhaltsverzeichnis 13 A Anhang A1 Installation und Beschreibung der Entwicklungstools A1.1 Installation der Software A1.2 Hauptbestandteile der IAR Embedded Workbench B Anhang B1 Das Education System zum Buch B1.1 Hardware B1.1.1 Leuchtdioden B1.1.2 Taster B1.1.3 LC-Display B1.1.4 Analoges Drehspulanzeigenelement B1.1.5 Lautsprecher B1.1.6 Serielle Schnittstelle RS B1.1.7 Potentiometer C Anhang C1 MSP430-Befehlsliste C2 Befehle des MSP D Anhang D1 Peripheral File Map D2 Special Function Register SFR (.byte access) D3 Port Register (.byte access) D4 Basic Clock Modul Register (.byte access) D5 USARTRegister (.byte access) D6 Watchdog Timer Register (.word access) D7 Flash Memory-Register (.word access) D8 Timer_ARegister (.word access) D9 ADC10-Register (.word and.byte access) E Anhang E1 Die Interruptvektortabelle F Anhang F1 ASCII-Code Tabelle eines LC-Displays Abkürzungsverzeichnis Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis...283

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