[基礎] MSP430 與開源軟體

這次的實驗晶片對象是msp430。

mps430 是 TI 所出的MCU，性能優異而且長年霸佔省電應用的市場。

近幾年來價格也大幅度下殺。

直接從TI網站擷取的價格(2016年)，大抵上低於一美元

本次實驗的硬體則是LaunchPad，除了主晶片是msp430g2553之外還附帶燒錄器

網拍購得，大約四五百元。

Compiler 則是使用 mspgcc

IDE 使用 CodeBlocks 

燒錄器可以使用 MSP430Flasher
(下載來的壓縮包名稱應該會是slac435f.zip包括板子的驅動程式)

或是 mspdebug (僅有原始碼，須根據不同機器自己compiler，這東西日後另外開文章再談)

接下來吧 mspgcc 解壓縮放到  C:\HighTec\Msp430
把 MSP430Flasher 放到 C:\HighTec\MSP430Flasher

啟動 Code Blocks 建立空白新專案

Compiler 記得選擇 MSP430專用的，然後compiler後的obj檔就放進目錄obj，最後的輸出放在目錄bin

Compiler 設定要改一點東西，從Code Blocks 的 Settings >> Compiler...  進入

在 Selected compiler 選擇 GNU GCC Compiler for MSP430 ，
接著看下面的 Toolchain executables 設定是否有確實鏈結

專案設定這樣做點改變，從Code Blocks 的 Project >> Properties 進入設定。
點選標籤 Build targets ，使得 compiler 編完之後是elf檔。

從Code Blocks 的 Project >> Build options 進入設定。
點選標籤 Search directories 接著點下面的子標籤 Linker，
按下Add新增目錄把 Loader Script 的指定放進來。

同樣在Code Blocks 的 Project >> Build options 進入設定。
點選標籤 Pre/post build steps ，在Post-build steps 添加點指令，
讓編譯與鏈結完成後，將elf檔編為hex檔準備燒錄。

在這裡添加的指令是

C:\HighTec\Msp430\bin\msp430-objcopy -O ihex ${TARGET_OUTPUT_DIR}${PROJECT_NAME}.elf  ${TARGET_OUTPUT_DIR}${PROJECT_NAME}.hex

cmd /c "C:\HighTec\Msp430\bin\msp430-objdump -S ${TARGET_OUTPUT_DIR}${PROJECT_NAME}.elf > ${TARGET_OUTPUT_DIR}${PROJECT_NAME}.asm"

C:\HighTec\Msp430\bin\msp430-size  ${TARGET_OUTPUT_DIR}${PROJECT_NAME}.elf

分別是將elf編為hex檔做燒錄使用、將elf檔編為組合語言asm檔以利除錯，

以及顯示elf檔內部的實際資料量。

其中 ${} 代表的是Code Blocks的巨集指令，這樣使用後就會自動找到專案對應的目錄和檔案名稱。

最後的設定是燒錄器，從Code Blcoks 的 Tools >> Configure tools.. 進入設定

進入後使用Add添加燒錄器用的操作。

Excutable 項目內設定的是燒錄軟體的所在，Parameters 則是對應的參數。

這裡所使用的參數為

-n msp4302553 -w ${TARGET_OUTPUT_DIR}${PROJECT_NAME}.hex -v -g -z [VCC]

一樣有巨集描述，讓Code Blocks自動指定好目標檔案。

在新專案之後，並且完成前面的設定，新增一個叫做 main.c 的檔案並且加入專案中

 寫個閃爍 LED 的程式

文字編輯視窗是黑底的，因為我做了點不同的設定讓眼睛舒適，詳見 Code Blocks Theme

在此LED的閃爍程式是：

#define TIMERA0_VECTOR TIMER0_A0_VECTOR

#define TIMERA1_VECTOR TIMER0_A1_VECTOR

#endif

#include "msp430g2553.h"

#define P1output ((struct SFRbitDef *) 0x21)

#define P1input  ((struct SFRbitDef *) 0x20)

#define LED1     (P1input->B0)

#define LED2     (P1input->B6)

struct SFRbitDef {

    unsigned B0 :1;

    unsigned B1 :1;

    unsigned B2 :1;

    unsigned B3 :1;

    unsigned B4 :1;

    unsigned B5 :1;

    unsigned B6 :1;

    unsigned B7 :1;

};

unsigned int time10ms;

// Timer A0 interrupt service routine

#pragma vector=TIMER0_A0_VECTOR

__interrupt void Timer_A0_ISR(void)

{

  time10ms++;

}

int main()

{

    WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD ;

    BCSCTL1=CALBC1_1MHZ;

    DCOCTL =CALDCO_1MHZ;

    time10ms=0;

    P1DIR = BIT0 | BIT6 ;         // P1.0 = LED1, P1.6 = LED2

    P1output->B0=1;P1output->B6=0;

    /*

     * SMCLK = 1MHz, 10mS = 10^(-2) Sec

     * CCR0 = (10^(-2)) * (1* (10 ^ 6)) / 4 =  2500

     */

    TACTL = TASSEL_2 + MC_1 + ID_2;           // SMCLK/4, upmode

    CCR0 =  2500;

    CCTL0 = CCIE;                             // CCR0 interrupt enabled

    _EINT();                                  // Enable interrupt

    while(1)

    {

        if(time10ms>50)

        {

            P1output->B0=~(P1output->B0);

            P1output->B6=~(P1output->B6);  // 看不懂為什麼這樣能夠操作的，詳見這邊

            time10ms = time10ms-50;

        }

    }

    return 0;

}

完成後存檔。

按下 Build 功能鍵，將整個專案編譯好
Build log 視窗則會出現

把訊息拿出來看則是

-------------- Clean: Debug in LED (compiler: GNU GCC Compiler for MSP430)---------------

Cleaned "LED - Debug"

-------------- Build: Debug in LED (compiler: GNU GCC Compiler for MSP430)---------------

msp430-gcc.exe     -IC:\HighTec\Msp430\msp430\include -c main.c -o obj\main.o

msp430-gcc.exe -LC:\HighTec\Msp430\msp430\lib\ldscripts\msp430g2553 -o bin\LED.elf obj\main.o   

Output file is bin\LED.elf with size 6.24 KB

Running project post-build steps

C:\HighTec\Msp430\bin\msp430-objcopy -O ihex bin\LED.elf  bin\LED.hex

cmd /c "C:\HighTec\Msp430\bin\msp430-objdump -S bin\LED.elf > bin\LED.asm"

C:\HighTec\Msp430\bin\msp430-size  bin\LED.elf

   text   data    bss    dec    hex filename

    326      0      4    330    14a bin\LED.elf

Process terminated with status 0 (0 minute(s), 4 second(s))

0 error(s), 0 warning(s) (0 minute(s), 4 second(s))

一切都很順暢地完成了編譯，組合語言碼也順利產生，整個程式的容量是330行指令。

點個LED也能寫出這麼多程式，其實是沒有使用最佳化功能的關係。

組合語言的asm檔，則可以用另外的編輯器打開來看，幫助除錯。

LED.asm 檔案內容，使用Notepad++ 檢視

最後就是燒錄的動作了，
點選 Code Blocks 的 Tools >> MSP430Flasher 就會出現DOS的文字視窗運作燒錄軟體。

在win10下不明原因有時會失敗，多執行幾次燒錄就會成功。在XP和Win7則沒有這種現象。

於是燒錄完成。可以看到LED隨著每秒變化閃動。