會(huì)計(jì)學(xué)1第節(jié)MSP基本知識(shí)1．以二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和指令(程序)？2.

“存儲(chǔ)程序”

+“程序控制”

？3.

五大組成部分？輸入設(shè)備控制器輸出設(shè)備

CPU

存儲(chǔ)器運(yùn)算器ALU計(jì)算機(jī)的基本組成和工作原理要點(diǎn)馮·諾依曼計(jì)算機(jī)第1頁(yè)/共37頁(yè)存儲(chǔ)器I/O接口1輸入/輸出設(shè)備1數(shù)據(jù)總線DB控制總線CB地址總線ABCPU運(yùn)算器＋控制器＋寄存器微機(jī)的基本結(jié)構(gòu)I/O接口n輸入/輸出設(shè)備n獨(dú)立芯片或電路第2頁(yè)/共37頁(yè)存儲(chǔ)器I/O接口1數(shù)據(jù)總線DB控制總線CB地址總線ABCPU運(yùn)算器＋控制器＋寄存器微控制器（MCU）的基本結(jié)構(gòu)I/O接口n集成芯片存儲(chǔ)容量、速度、功能、功耗、……？？？第3頁(yè)/共37頁(yè)第4頁(yè)/共37頁(yè)MSP430的體系結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)16-bitRISCCPU；peripherals模塊（外設(shè)，I/O接口）；時(shí)鐘模塊；各模塊通過(guò)地址總線（MAB）、數(shù)據(jù)總線（MDB）和控制總線（MCB）互連；I/O接口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址；27條核心指令，7種尋址方式；CPU中的寄存器均可以進(jìn)行讀和寫(xiě)操作；單周期寄存器操作；無(wú)需寄存器中介的存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送；內(nèi)含常數(shù)發(fā)生器，可縮短代碼長(zhǎng)度；……第5頁(yè)/共37頁(yè)地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線SR/R2數(shù)據(jù)輸入輸出電路指令譯碼與控制邏輯地址輸出電路R4R5……R15通用寄存器運(yùn)算器PC/R0ALUMSP430CPU原理圖指令指針寄存器SP/R1堆棧指針寄存器狀態(tài)寄存器MAB16-bitMDB16-bitMCBR2/R3常數(shù)發(fā)生器16-bitRISCarchitecture27條核心指令7種尋址方式16個(gè)16位的寄存器第6頁(yè)/共37頁(yè)R0/PCProgramCounter0R1/SPStackPoint0R2/SR/CG1StatusR3/CG2ConstantGeneratorR4 GeneralPurposeR5 GeneralPurposeR14 GeneralPurposeR15 GeneralPurpose15 0MSP430CPU的寄存器MSP430CPU的編程結(jié)構(gòu)僅從編程的角度看待CPU的組成，主要是指CPU中的寄存器及其使用方法，而不關(guān)心其硬件實(shí)現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)第7頁(yè)/共37頁(yè)MSP430匯編語(yǔ)言程序：Start:……MOV#100,R6MOV#0,R8MOV#2000H,R7Again:ADD@R7,R8INCR7DECR6JNZagain……因此在匯編語(yǔ)言程序中要頻繁使用寄存器例：右圖的MSP430匯編語(yǔ)言程序使用了R6,R7,R8,SR等寄存器匯編語(yǔ)言直接與CPU中的寄存器打交道使用SR寄存器第8頁(yè)/共37頁(yè)R0/PCProgramCounter0R1/SPStackPoint0R2/SR/CG1StatusR3/CG2ConstantGeneratorR4 GeneralPurposeR5 GeneralPurposeR15 GeneralPurpose15 0MSP430CPU寄存器取完指令后CPU根據(jù)該指令的字節(jié)數(shù)自動(dòng)增量PC，因此PC的值指向下一條要執(zhí)行的指令。PC總是指向偶地址（bit0=0）堆棧用于保存子程序的返回地址等重要信息。堆棧按先進(jìn)后出原則進(jìn)行操作，堆棧指針SP指向堆棧的棧頂（TOP）。SP總是指向偶地址（bit0=0），并且必須由用戶初始化。狀態(tài)寄存器SR用于指示ALU的運(yùn)算結(jié)果狀態(tài)以及CPU、時(shí)鐘和中斷控制等。SR只能用于寄存器尋址方式的字指令（.W）中。若使用其它的尋址方式，則實(shí)際上用的是常數(shù)發(fā)生器CG1，而不是SR。第9頁(yè)/共37頁(yè)通用寄存器R4~R15通用寄存器可以用作數(shù)據(jù)寄存器（寄存器尋址方式）、地址指針（寄存器間接尋址方式）或變址值（indexvalue，變址尋址方式），而且可以用字指令（.W）或者字節(jié)指令（.B）進(jìn)行存取操作。字節(jié)指令（.B）存取寄存器操作示意圖：第10頁(yè)/共37頁(yè)狀態(tài)位（StatusBits）：V(OverflowFlag)

N(NegativeFlag)

Z(ZeroFlag)C(CarryFlag)記錄指令運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)信息。常作為后續(xù)轉(zhuǎn)移指令的控制條件，又稱為條件碼MSP430CPU的狀態(tài)寄存器——SR/R2方式位（ModeBits）:SCG1SCG0OSCOFFCPUOFF

GIE(GeneralInterruptenable)用于控制時(shí)鐘、CPU和中斷第11頁(yè)/共37頁(yè)常用狀態(tài)標(biāo)志C和Z的含義及其使用 …… CMPx,y;x-y JCless;若C=1,x<y,轉(zhuǎn)至less處運(yùn)行

……;否則x>=y運(yùn)行此指令

……less:……;less處的指令

……C：進(jìn)位標(biāo)志(CarryFlag)加法時(shí)，若最高位有進(jìn)位則C＝1，否則C＝0減法時(shí)，若最高位有借位則C＝1，否則C＝0例：CMP指令與C標(biāo)志結(jié)合可判斷兩數(shù)的大?。旱?2頁(yè)/共37頁(yè)Z：零標(biāo)志(ZeroFlag)

若運(yùn)算結(jié)果為0時(shí)，則Z＝1，否則Z＝0例：CMP指令與Z標(biāo)志結(jié)合測(cè)試兩個(gè)操作數(shù)是否相等： …… CMPx,y;x-y JCless;若C=1,x<y,轉(zhuǎn)less處運(yùn)行

JZequal;若

Z=1,x=y,轉(zhuǎn)equal處運(yùn)行

……;否則x>y運(yùn)行此指令

……less:……equal: ……第13頁(yè)/共37頁(yè) …… TSTR5,10000000B;兩個(gè)操作數(shù)相“與”

JZzero;若Z=1則R5的D7=0，轉(zhuǎn)zero處運(yùn)行

……;否則R5的D7=1，運(yùn)行此指令

……zero:……;zero處的指令

……與TST指令結(jié)合用Z測(cè)試某位是0還是1：1xxxxxxxB10000000B10000000B與0xxxxxxxB10000000B00000000B與例：測(cè)試R5的D7

是0還是1？Z=0Z=1第14頁(yè)/共37頁(yè)

10110101被加數(shù)8位

+

10001111加數(shù)8位進(jìn)位

1

111111

01000100和8位運(yùn)算器SR運(yùn)算器被加數(shù)加數(shù)和加法運(yùn)算對(duì)狀態(tài)標(biāo)志的影響舉例最高位D7位產(chǎn)生進(jìn)位:C=1相加的結(jié)果為44H,不為0:Z=0結(jié)果為正： N=0結(jié)果有溢出： V=1第15頁(yè)/共37頁(yè)存儲(chǔ)器與I/O組織I/O與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，可尋址空間64k字節(jié)存儲(chǔ)器和I/O系統(tǒng)SR/R2指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器控制電路指令譯碼器地址寄存器R4R5……R15通用寄存器運(yùn)算器PC/R0ALU指令指針寄存器SP/R1堆棧指針寄存器狀態(tài)寄存器MABMDBMCB第16頁(yè)/共37頁(yè)存儲(chǔ)器的構(gòu)成：ROM+RAM存儲(chǔ)器用于存放程序與數(shù)據(jù)MABMDBMCB地址譯碼數(shù)據(jù)緩沖控制電路CPUROM:ReadOnlyMemoryRAM:RandomAccessMemoryFLASHROMRAM變量與堆棧ROM程序和常數(shù)ROM具有掉電保護(hù)的功能，即掉電不丟失其中的信息。RAM無(wú)掉電保護(hù)功能掉電后原有信息將不復(fù)存在I/OSFR64K高低第17頁(yè)/共37頁(yè)MSP43064k字節(jié)可尋址空間的組織code,datawordorbytetablesdata,code操作指令word:字指令（.W）byte:字節(jié)指令（.B）第18頁(yè)/共37頁(yè)I/O空間第19頁(yè)/共37頁(yè)第20頁(yè)/共37頁(yè)byte可以在奇地址或偶地址word的高字節(jié)只能在奇地址低字節(jié)只能在偶地址數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式高字節(jié)存儲(chǔ)在高地址低字節(jié)存儲(chǔ)在低地址第21頁(yè)/共37頁(yè)特殊功能寄存器SFR用于允許/禁止某些外設(shè)的功能、允許/禁止某些外設(shè)的中斷請(qǐng)求、登記某些外設(shè)的中斷標(biāo)志等。SFR是字節(jié)型的寄存器，因此只能使用字節(jié)型指令（.B）對(duì)其進(jìn)行操作。第22頁(yè)/共37頁(yè)P(yáng)eripherals（I/O接口）

16位 8位0100~01FFh 010~0FFhMSP430外設(shè)第23頁(yè)/共37頁(yè)MSP430的digitalI/O第24頁(yè)/共37頁(yè)MSP430的WatchdogTimer第25頁(yè)/共37頁(yè)MSP430的USART0,USART1第26頁(yè)/共37頁(yè)MSP430的ADC12第27頁(yè)/共37頁(yè)MSP430的Timer_A3,Timer_B