openMSP430 介绍

https://www.sohu.com/a/151419737_781333

openMsp430 是OpenCore 上的一款很小巧的开源MCU核，指令集完美兼容市面上MSP430 MCU。从2009年发布开始，一直到2015年，该core每年都有更新，可见作者对这个core是很认真的。而且从代码风格和注释来看，歪果仁做事果然认真。

这个除了core之外，作者还设计了很多外设，ClockModule，Watchdog，，sfr，乘法器，gpio等，还有一个专门用于调试的debug接口。难能可贵的是，ClockModule，Watchdog，Timer，gpio等与TI的MSP430F基本兼容，所以很多程序可以直接移植。

我们做设计，一般都是刚开始先做一个简单的框架，后面再在这个框架上添加很多东西，功能越来越强大，系统也越来越复杂。有时的做法又刚好相反，把一个庞大的系统，不断删减东西，直到不能再删为止，留下最精华的部分，也正是我们需要的部分。openMSP430这个系统不算庞大，可以说是很小巧，相对于OR1200，简洁很多了，不过性能也没有or1200强。但是各有各的用武之地。随人openMSP430已经很小巧了，但是对于FPGA实现来讲，还可以再删减，删减到只剩下内核。因为对于具体的应用，标准的外设并不一定适合我们的需求，而我们正好可以利用FPGA的灵活性，自己设计我们的外设。把流程控制交给软件做，而一些复杂的时序，接口，运算等，交由硬件完成。所以对于这个430核，留下内核就可以了，而其他外设，可以根据需要再集成。

所以，我对这个核做了进一步精简，只留下最核心的内核部分。精简后mcu核结构如下图所示。

mcu核主要有以下几组接口：

l pmem interface，程序存储器接口

l dmem interface，数据存储器接口

l per interface，外设存储器接口

l 中断接口，irq，irq_acc

l 时钟复位：mclk，puc

精简后的mcu核顶层如下:

接口说明

Name	Dir.	Width	De
dmem_addr	Output	`DMEM_AWIDTH	数据存储器地址
dmem_cen	Output	1	数据存储器使能，低电平有效
dmem_din	Output	16	数据存储器数据输入
dmem_wen	Output	2	数据存储器写使能，地有效
dmem_dout	Input	16	数据存储器数据输出

pmem_addr	Output	`PMEM_AWIDTH	程序存储器地址
pmem_cen	Output	1	程序存储器使能，低电平有效
pmem_din	Output	16	程序存储器数据输入
pmem_wen	Output	2	程序存储器写使能，地有效
pmem_dout	Input	16	程序存储器数据输出

per_addr	Output	8	外设总线地址
per_din	Output	16	外设总线数据输入，mcu-》peripheral
per_wen	Output	2	外设总线数据写使能，高有效
per_en	Output	1	外设总线使能，高有效
per_dout	Input	16	外设总线数据输出，Peripheral--》mcu

irq_acc	Output	14	中断相应握手
irq	Input	14	中断输入

mclk	Input	1	mcu 运行时钟
puc	Input	1	mcu复位信号

接口时序图

PMEM 接口时序仿真图

DMEM接口时序仿真图

Peripheral时序

2 omsp430ik2.1 逻辑电路说明

omsp430ik(integrated kits)是应用openMSP430核的最小soc平台。为了验证mcu功能，集成了GPIO和UART两个最基本的输入输出模块。在这个平台上，通过添删外设，可以快速的搭建您的目标SOC系统。

模块层次如下图。

omsp430ikmcu结构图

GPIO和UART寄存器说明

GPIO和430的GPIO兼容，UART是自己定义的。

RegAddr	RegName	R/W	Width	Deion
0x20	P1IN	R	8	P1输入
0x21	P1OUT	R/W	8	P1输出
0x22	P1DIR	R/W	8	P1方向控制，0=输入，1=输出。
0x23	P1IFG	R/W	8	P1中断标志
0x24	P1IES	R/W	8	P1中断边沿选择。0=上升沿；1=下降沿；
0x25	P1IE	R/W	8	P1中断使能。高有效

0x40	UTXBUF	R/W	8	UART发送缓存。
0x41	URXBUF	R/W	8	UART接收缓存
0x42	UCTL	R/W	1	Bit0：UART接收中断使能。高有效。
0x43	UFLAG	R/W	2	Bit0：收到1字节数据标志。需软件清零 Bit1：发送忙标志。1表示正在发送。
0x44	BR0	R/W	8	波特率设置低8位
0x45	BR1	R/W	8	波特率色合作高8位。 BR0,BR1配置值计算：系统时钟/波特率

3 IAR-FOR-430程序编译说明

由于omsp430完全兼容430的指令集，所以可以用任何430的编译软件编译C代码或汇编代码。我用的是IAR for 430，5.5版本。

寄存器的定义可用__no_init 指令定义，如下表是UART寄存器的定义

#define UART_BASIC 0x40

__no_init volatile unsigned char UTXBUF @ (UART_BASIC + 0x0);

__no_init volatile unsigned char URXBUF @ (UART_BASIC + 0x1);

__no_init volatile unsigned char UCTL @ (UART_BASIC + 0x2); /*[0]=uart rx irqen*/

__no_init volatile unsigned char UFLAG @ (UART_BASIC + 0x3); /*[0]=rxflag;[1]=txbusy*/

__no_init volatile unsigned char UBR0 @ (UART_BASIC + 0x4); /*baudrate[7:0]*/

__no_init volatile unsigned char UBR1 @ (UART_BASIC + 0x5); /*baudrate[15:8]*/

也可以用定义指针的方式定义寄存器，如下：

#define P1IN (*(volatile unsigned char *) 0x0020)

#define P1OUT (*(volatile unsigned char *) 0x0021)

#define P1DIR (*(volatile unsigned char *) 0x0022)

#define P1IFG (*(volatile unsigned char *) 0x0023)

#define P1IES (*(volatile unsigned char *) 0x0024)

#define P1IE (*(volatile unsigned char *) 0x0025)

#define P1SEL (*(volatile unsigned char *) 0x0026)

在使用IAR进行软件开发时，需要设置以下几个地方

1 选择合适的器件

选择一款ROM和RAM容量相适配的器件。选择方式如下图。

可在Output项下面点击*.xcl看我们选择的器件的信息，如下

上图信息： ROM容量， E000-FFFF，8K. RAM容量：0200-02ff. 256byte。

ROM的配置必须跟omsp的设置一样，否则程序运行错误。

如果找不到适合的器件，也可以手动自己修改xcl文件。修改xcl文件的以下几个语句：

修改ram：

// -----------------------------------------------

// Read/write memory

-Z(DATA)DATA16_I,DATA16_Z,DATA16_N,TLS16_I,DATA16_HEAP+_DATA16_HEAP_SIZE=0200-02FF

-Z(DATA)CODE_I

-Z(DATA)CSTACK+_STACK_SIZE#

上表是256Byte的，如需修改成512Byte，

0200-02FF -》 0200-03FF

修改rom

// -------------------------------------

// Constant data

-Z(CONST)DATA16_C,DATA16_ID,TLS16_ID,DIFUNCT,CHECKSUM=E000-FFDF

// -------------------------------------

// Code

-Z(CODE)CSTART,ISR_CODE,CODE_ID=E000-FFDF

-P(CODE)CODE=E000-FFDF

2 输出文件设置

如下图选择 msp430-txt

编译后，会在Debug/Exe下，生成机器指令，如hellow.txt。

设置#include文件夹，PROJDIRPROJDIR 表示当前的工程路径。如下图。

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