TI MSP-EXP430G2 MSP430 第二代 LaunchPad 開發板

簡介

認識 MSP430 LaunchPad

MSP430 LaunchPad 是一個易於使用、價格實惠、可擴展性相當高的微控制器世界如 MSP430 系列的入門捷徑。

• 易於使用 – LaunchPad 套件包含所有入門所需的硬體和軟體。開源專案和示範源代碼能夠幫助使用者快速啟動和運行。
• 實惠 – 只要 NTD 350 元，LaunchPad 包括有開發板，2 顆可編程的 MSP430 微控制器、mini-USB 纜線、印刷電路板上還有擴充接口、即時時鐘（32768Hz Real Time Clock），並且可以免費下載軟體集成開發環境（IDE） – 當今你所需要的一切入門工具。
• 可擴展性 – LaunchPad 是一個 MSP430 微控制器家族的簡單入門級產品。隨著應用需求的變化，LaunchPad 開發的程序可以移植到其他高端 MSP430 裝置。

嵌入式模擬器

MSP430 LaunchPad 板載有透過 USB 連線的 MSP430 編程和除錯的 Flash 模擬工具。只需將您的 Launchpad 直接連線到您的電腦，就可以開始建立自己的設計！

除了編程和除錯，Flash 模擬工具還納入了一個虛擬的串列通信埠。能夠與 PC 的超級終端或圖形用戶界面進行雙向通訊，或是你也可以利用 PC 來傳送 LaunchPad 的信號和命令。

LaunchPad 套件包括一條 mini-USB 電纜線，所以你一開箱就可以開動啦！

可替換的 Target Socket and Breakout Pins

LaunchPad 套件支持所有 14 至 20 腳的 MSP430G2xx Value Line DIP 封裝的 MSP430 MCUs。使用者可以簡單地拔出並更換，以便開始為這些 MCUs 進行開發。

到目前為止，Launchpad 套件支持超過 100 種 MSP430 Value Line 的裝置，並提供各種 Flash 記憶體的大小和整合了類比介面的設備。

此外，所有 MSP430 MCU 的腳位都被拉出來對應到外接的針腳，以便進行外部元件的開發，並且全面支持 MSP430 不斷增長的 BoosterPack（增強配件）生態系統。

BoosterPack（增強配件）生態系統

BoosterPacks 可以插入 LaunchPad 開發套件的電路板上。 BoosterPack 生態系統將包括來自德州儀器公司的設計，以及第三部分合作夥伴，並提供多種功能，並跨越各種應用程序。每個 BoosterPack 包括有：

• 硬體：
  • LaunchPad 的增強配件套件板
  • MSP430G2xx 系列的 MCU
• 軟體：
  • 已經燒錄到 MCU、可演示的示範韌體。
  • 範例的源代碼、函式庫等，可以在網路上進行下載更新。
• 線上資源：
  • 快速入門指南，用戶手冊和說明書。
  • 示範韌體的源代碼。
  • 還提供有硬體設計文件和電路圖。

平台簡介

MSP430 Launchpad 本身算是產品雛形開發板，同時也是採用 DIP 封裝晶片的燒錄器，所以 TI 在包裝內提供了兩顆 20 PIN 的晶片，分別是 MSP430G2553、MSP430G2452，功能大致相若，MCU 該有的各種週邊方塊都有（GPIO、Cap touch I/O、Timer、ADC、Comparators、Temp Sensor、與 Watchdog 等，MSP430G2452 缺了 UART、I2C、SPI 等硬體 USCI 功能）。由於 MSP430G2553 具備 UART 硬體介面，SRAM 也給得比較大方，有 512 Bytes，撰寫通訊傳輸的程式較為方便，因此筆者比較愛用，

至於在燒錄、除錯方面，MSP430 Launchpad 具備一個 MiniUSB Type-B 的連接口，裝好驅動程式連接到 PC 就可以使用，採用的是簡化 JTAG 後的 Bi-Spy-Wire 介面，只需要兩根訊號線就足夠。比較明顯的缺點是硬體斷點數目只有三個，使用上可能有所不便，但是至少不會只能仰賴 printf 或邏輯分析儀量測。

如果你想要很快地了解 MSP430 的相關資訊，Wikipedia 上的 TI MSP430 可說是相當豐富又精簡，很快能讓你掌握平台的樣貌。基本上 MSP430 的特點是低功耗、指令精簡、週邊完整、以及整合 RF 的 CC430 系列，TI 還會把一些最新的半導體製程技術放入，如具備 FRAM 的 MSP430FR57xx 系列，以及單顆 1.x V 電池就可以運作的 MSP430C09x 與 MSP430L092 等。

MSP430 共有 16 個暫存器，其中有四個具備特殊用途：R0 作為 PC (program counter) 之用，R1 則是 SP (stack pointer)，R2 則是 SR (status register)，R3 內容則永遠為 0，並配合定址模式可以產生 6 個常用的常數值，所以稱為 CG (constant generator)。其他 R4 到 R15 則是一般用途使用，端看高階語言編譯器如何定義他們的相關用法。

MSP430 的 MCU 架構頗為值得一提，實際指令其實只有 27 個指令，但是為了配合寫慣 CISC 組合語言的思考模式與習慣，還增訂一些「Pseudo」指令，作為組合語言編譯器中合法的指令。MSP430 屬於 16-bit MCU，不過為了緊湊的記憶體空間，亦配置了對應的 8-bit 操作以及位元操作指令，定址模式則有暫存器直接定址、記憶體索引定址、記憶體間接定址、以及記憶體間接定址並自動遞增等四種方式。

一般針對暫存器運算的指令，都能在單一時脈週期內完成。但如果需要存取記憶體，最長則可能需要耗用到 6 個週期。MSP430X 擴增架構可以採用 20-bit 定址，更會把執行時間拉長到 10 個時脈週期。

MSP430 記憶體空間配置

MSP430 的記憶體空間配置具備一定的規則：

0x0000–0x0007 
  Processor special function registers (interrupt control registers)
0x0008–0x00FF 
  8-bit peripherals. These must be accessed using 8-bit loads and stores.
0x0100–0x01FF 
  16-bit peripherals. These must be accessed using 16-bit loads and stores.
0x0200–0x09FF 
  Up to 2048 bytes of RAM.
0x0C00–0x0FFF 
  1024 bytes of bootstrap loader ROM (flash parts only).
0x1000–0x10FF 
  256 bytes of data flash ROM (flash parts only).
0x1100–0x38FF 
  Extended RAM on models with more than 2048 bytes of RAM. (0x1100–0x18FF is a copy of 0x0200–0x09FF)
0x1100–0xFFFF 
  Up to 60 kilobytes of program ROM. Smaller ROMs start at higher addresses. The last 16 or 32 bytes are interrupt vectors.

為了超越 2048 bytes RAM 的限制，某些型號將 RAM 的起始位置改為 0x1100，但是開頭的 2048 bytes (0x1100-0x18Ff) 會被映射到 0x0200-0x09FF 以保持相容性。

官方資源

TI 官方網站入口位於 http://www.ti.com/launchpad，不過不少是產品宣傳。等不及想馬上動手的網友則應該從 Getting_Started_with_the_MSP430_LaunchPad_Workshop 下手。

中文資源

台灣的朋友可以先行參照 [ 玩 USB 互動裝置 ]開發日誌，是一位台灣 LaunchPad 玩家約於 2011 年中左右設立的，熱心地推廣 LaunchPad 相關的裝置與應用。我們的討論區即是嵌入該站所設立的 Google Groups 討論區。

結語

總之，MSP430 Launchpad 在筆者心目中是一款非常優秀的產品，具有承先啟後的特性（16-bit 正好位於 8-bit 傳統 MCU 與 32-bit 現代 MCU 之間的分水嶺），進可攻、退也可守。如果你玩過 Arduino 或是對於 Arduino 風潮有興趣，Energia 能讓你在 MSP430 Launchpad 上透過 Arduino 式的 IDE 進行開發。如果您想要一款具備除錯、燒錄功能的現代嵌入式開發環境，MSP430 Launchpad 適用於多種開發工具。如果你比較習慣 API 是的軟體架構處理方式，MSP430 在這方面的官方支援也算 OK，相關經驗未來可以銜接 Cortex-M 系列的平台。如果你覺得搞嵌入式系統就是應該操弄暫存器寫組合語言，MSP430 架構絕對可以讓你享受到這種樂趣，卻又不會複雜到讓你頭昏腦脹。一根 MiniUSB 線加上一塊 5.1cm x 6.5cm 見方的小電路板，隨時隨地可以實現你動手實作的意念與設計。

原廠連結：http://www.ti.com/tool/MSp-EXP430G2

Description

Special Note: The MSP-EXP430G2 is temporarily out of stock with expected availability in April. Alternative MSP430 LaunchPad Development Kits, such as the FRAM technology that simplifies development.

The MSP-EXP430G2 LaunchPad is an easy-to-use flash programmer and debugging tool for the MSP430G2xx Value Line microcontrollers. It features everything you need to start developing on an MSP430 microcontroller device. It has on-board emulation for programming and debugging and features a 14/20-pin DIP socket, on-board buttons and LEDs & BoosterPack-compatible pinouts that support a wide range of plug-in modules for added functionality such as wireless, displays & more.

The MSP-EXP430G2 LaunchPad also comes with 2 MSP430 device, with up to 16kB Flash, 512B RAM, 16MHz CPU speed and integrated peripherals such as 8ch 10-bit ADC, timers, serial communication (UART, I2C & SPI) & more!

Free software development tools are also available, such as TI's Eclipse-based Code Composer Studio, . Open Source development is also available thanks to community-driven projects such as the or , a branch of the popular Wiring framework.IAR Embedded WorkbenchMSPGCC compilerEnergia

Find more info about LaunchPad, the supported BoosterPacks & available resources at our LaunchPad portal page! Also be sure to visit our LaunchPad wiki.

Explore different applications on your LaunchPad with BoosterPack plug-in modules.

Get started with the LaunchPad Book published by Elsevier. Blink LEDs, buzz buzzers & sense sensors quickly with this useful guide! Leverages the wonderful community-created tool, Energia.

Featured Hardware and Software Files

• MSP-EXP430G2 LaunchPad User Experience Software
• MSP-EXP430G2 LaunchPad Hardware Desigh Files

Features

• The LaunchPad development board features:
  o 14-/20-pin DIP (N) socket
  o Built-in flash emulation for debugging and programming
  o 2 programmable LEDs
  o 1 power LED
  o 1 programmable button
  o 1 reset button
• Supports MSP430G2xx2, MSP430G2xx3, and MSP430F20xx devices in PDIP14 or PDIP20 packages
• The LaunchPad's integrated emulator interface connects flash-based MSP430 Value Line devices to a PC for real-time, in-system programming and debugging via USB.
• Includes one mini USB cable to interface with a PC.
• Included MSP430G2xx device features:
  • MSP430G2553IN20 – 16kB Flash, 512B RAM, interruptible GPIOs (capacitive sense-capable), 16-bit timers, 8ch 10-bit ADC, Comparator, Serial Communication (USCI – I2C, SPI & UART) & more
  • MSP430G2452IN20 – 8kB Flash, 256B RAM, interruptible GPIOs (capacitive sense-capable), 16-bit timers, 8ch 10-bit ADC, Comparator, Serial Communication (USI – I2C & SPI) & more
• Included MSP430G2xx devices feature preloaded sample programs.
• Free downloadable versions of IAR Kickstart and Code Composer Studio Version 5 integrated development environments are available and include an assembler, linker, simulator, source-level debugger, and C-compiler. These free IDEs are unrestricted on MSP430 Value Line devices.
• RoHS compliant

What's Included

• MSP430G2553IN20 flash device (preloaded with sample program
• MSP430G2452IN20 flash device (preloaded with sample program

• 10-pin PCB Connector (2 male/2 female)
• 32kHz crystal
• LaunchPad Development board (MSP-EXP430G2)
• LaunchPad sticker
• Mini USB cable
• QuickStart Guide