文 献 综 述
MSP43X系列单片机是美国德州仪器公司于1996年开始推向市场的一种超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器，包括16位的MSP430和32位的MSP432。之所以称它为混合信号处理器，主要是因其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上。MSP430系列是一个特别强调超低功耗的单片机品种，由于其卓越的性能，应用日益广泛应，特别是在供电长时间的工作场合。MSP430F5xx系列是基于闪存的新款产品系列，包含用于优化功耗的创新电源管理模块。本课题即采用MSP430单片机，以寻求一种“单片”解决方案，实现人机交互功能，并针对一些特定情况进行实时显示。
目前，MSP430系列单片机有OPT型、Flash型、FRAM型、ROM型、EPROM型器件，这些器件开发手段不同，对于OPT型和ROM型的器件是使用专用仿真器开发成功之后再烧写或掩膜芯片。国内大量使用的是Flash型器件。Flash型器件有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有JTAG调试接口，还有电可擦写的Flash存储器，因此采用先通过JTAG接口下载程序到Flash内，再由JTAG接口控制程序运行、读取片内CPU状态以及存储器内容等信息供设计者调试，整个开发（编译、调试）都可在同一个软件集成环境中进行。这种方式只需要一台PC机和一个JTAG调试器，而不需要专用的仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和C语言。目前较好的软件开发工具是CCS5.3和IAR EW430。本课题选用C语言开发，并使用IAR EW430开发工具。
硬件控制电路部分，根据实际工程系统需要和MSP430系列单片机选购指南及自身熟悉芯片的程度、经济适用性能等各方面因素考量，最终选择MSP430F5438作为核心的控制器，其CPU采用16位精简指令系统，集成有16位寄存器和常数发生器，发挥了最高的代码效率。系统时钟设计部分，将XT2IN、XT2OUT和晶振连接，并配置相应电容，构成系统高频时钟源。JTAG仿真调试接口可方便开发人员调试程序。按钮模块连接芯P1.3~P1.7，实现按键的输入，并实现其功能。通信部分使用MAX485，实现 RS485通信。每个MAX485都具有一个驱动器和一个接收器。驱动器具有短路电流限制，并可以通过热关断电路将驱动器输出设置为高阻状态，防止过度的功率损耗。接收器具有失效保护特性，当输入开路时，可以确保逻辑高电平输出。另外一个重要的模块是LED控制，其硬件连接相对简单，在此不再赘述。
软件程序设计应采用模块化和结构化的设计方法，将系统程序分解成实现各个功能的模块化程序。MSP430的内核CPU结构是按照精简指令集和高透明指令的宗旨来设计的，使用的指令有硬件执行的内核指令和基于现有硬件结构的高效的仿真指令集。仿真指令使用内核指令及芯片额外配置的常数发生器CG1，CG2。指令的寻址方式包括立即寻址、索引寻址、符号寻址和绝对寻址。这四种方式均可用于源操作数寻址。而索引、符号和绝对值寻址方式只可用于目的操作数。源操作数的指令集需占用代码存储器中的1~3个字。系统软件包括主程序、定时中断服务程序，和一系列子程序组成。主程序完成单片机的时钟初始化、UARTx初始化函数、串口设定、初始化定时器和相关寄存器、串口接收中断入口函数接收主路RS485口函数等。系统的键盘管理中，获得键盘信号可采用三种方法：单纯查询，定时扫描和中断查询。一般可根据系统需要选择特点不同的方法实现管理。
综上所述，MSP430超低功耗单片机是国内较为常用的一款，并且由于其性价比高，为多数设计者爱好。系统的设计方面从两方面考虑，一是硬件方面，包括核心元器件和外围模块的配置。另一方面是软件设计，包括系统初始化，主程序及其中断、时钟方面的管理。在研究问题时，要从以上方面考量研究。
主要参考文献
[1] TI公司，MSP430技术手册，2004
[2] 华清科仪（北京）科技有限公司，TI MSP430F6638 EVM 用户手册，2012
[3] 孙传友，孙晓斌，测控系统原理与设计，北京：北京航空航天大学出版社，2007
