MSP430

2011-07-07T18:26:32Z

Adam: /* Links */

Der MSP430 ist ein 16 Bit-Mikrocontroller von Texas Instruments (TI). Er wurde speziell für eine geringe Stromaufnahme entwickelt, so dass er besonders für batteriebetriebene Geräte geeignet ist. Es gibt verschiedene Typen mit 1-256 kB [[Flash-ROM]], 128-16384 Byte [[RAM]], teilweise mit Hardware-Multiplizierer, [[UART]], [[AD-Wandler]] oder LCD-Treiber, die meisten im [[SMD]]-Package mit 20 bis >100 Pins. Einige neuere aus der MSP430F2xxx-Serie gibt es auch im DIP-Package (Bezeichnung: MSPxxxx '''-N'''). Der MSP430F1121 zum Beispiel hat 4kB [[Flash-ROM]], 256B [[RAM]], 2 [[Timer]] und steckt in einem SO-20 Gehäuse.

== Entwicklungshardware ==
Für den schnellen Einstieg stellt TI ein preisgünstiges Entwicklungssystem mit USB Schnittstelle zur Verfügung ([http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/ez430-f2013.html MSP430 USB Stick Development Tool]).

Günstige Adapterplatinen und [[JTAG]]-Programmer für MSP430-Controller bekommt man bei [http://olimex.com/dev/ Olimex (Bulgarien)], in Deutschland bei http://shop.mikrocontroller.net und http://www.elektronikladen.de oder in Japan bei [http://passworld.co.jp/index.php?lang=GB&lieu=Soroban PassWorld].

Einen einfachen Schaltplan für den [[JTAG]]-Programmer von TI bzw. Olimex gibt es [[Media:MSP430-JTAG-programmer.pdf|hier]]. Die Spannungsversorgung kommt im Gegensatz zum Original allerdings nicht vom Drucker-Port sondern muss extern (am besten vom MSP430 Board) bereitgestellt werden.

Neben der JTAG-Programmierung bieten die MSP430-Controller auch die Möglichkeit, die Firmware über einen [[Bootloader]] einzuspielen. Die dafür erforderliche Hardware wird in der Application Note [http://focus.ti.com/docs/mcu/catalog/resources/appnoteabstract.jhtml?familyId=342&abstractName=slaa096d SLAA096d] von Texas Instruments beschrieben.

Auf jeden Fall eine Überlegung wert wäre auch das neue '''Launchpad''' (Bezugsquellen: [https://estore.ti.com/MSP-EXP430G2-MSP430-LaunchPad-Value-Line-Development-kit-P2031.aspx] [http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?PName?Name=296-27570-ND] [http://www.watterott.com/de/MSP430-LaunchPad-MSP-EXP430G2])

[[Datei:launchpad-lcd.jpg]]

Der Launchpad (ca. 5Euro!) enthält neben dem per USB ansprechbaren Programmer auch das "Spy by Wire" Interface, mit dem der uController in der Schaltung emuliert werden kann (in Circuit emulation).

=== Stromversorgung ===

Der MSP430 benötigt eine Spannung zwischen 1,8 und 3,6 V. Einfach erzeugen kann man diese z. B. mit der folgenden Schaltung:

http://www.mikrocontroller.net/images/lm317.png

An den Eingang wird ein Steckernetzteil angeschlossen, die Ausgangsspannung lässt sich über das Potentiometer P1 einstellen.
Benutzt man für P1 einen 500-Ohm-Typ, kann man die Spannung in einem Bereich von 1,2 Volt und knapp 3,6 Volt einstellen. Dann kann man den MSP430 nicht durch zu hohe Versorgungsspannungen zerstören.

Für den Batteriebetrieb eines MSP430 gibt es von TI eine fertige Lösung mit wenig Peripherie:

TPS61221
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tps61221.html

Schaltung für 3,3V Versorgung:
http://focus.ti.com/lit/an/slva336/slva336.pdf

Die neue Generation mit USB, MSP430F55xx, enthält bereits einen Längsregler von 5 V auf 3,3 V für den Betrieb an der USB-Speisespannung.
Die Minimalausstattung für die Erstinbetriebnahme ist ein Quarz (bspw. 12 MHz), ein Widerstand 1,5 kΩ und eine Drahtbrücke.

http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/mb-iwp/Schrittmotorsteuerung/MSP430V1.jpg

Dabei meldet sich der Mikrocontroller (genauer: der enthaltene Bootloader) als HID-Gerät. Zum Füllen des Flash steht von Texas Instruments eine Software mit Quelltext zur Verfügung. Leider ist die API der DLL völlig missraten (total stümperhaft), und das Programm schluckt keine .HEX-Dateien (wie sonst üblich), sondern TI-spezifische .TXT-Dateien. {Da habe ich etwas nachprogrammiert, siehe: http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/hs_freeware/msp430-usbbsl.zip }

== Programmieren und Debuggen ==
Zum Füllen des internen Flash-Programmspeichers und zum Verfolgen des Programmablaufs stehen üblicherweise drei Schnittstellen zur Verfügung:

* Das JTAG-Interface
* Der Spy-by-Wire-Anschluss
* Der Bootloader (seriell oder USB)

=== Programmieren ===

==== seriell oder USB ====
Wer fehlerarm programmieren kann und für jedwede Hilfsadapter zu geizig ist, benutzt am besten den eingebauten Bootloader. Dies ist auch der günstigste Weg bei der Serienfertigung.

Zur Nutzung des seriellen Bootloaders ist es am günstigsten, wenn die fertige Schaltung bereits eine serielle Schnittstelle braucht.
Ungünstigerweise „hört“ der Bootloader nicht auf RxD und TxD, sondern zumeist auf P1.1 und P2.2 (siehe jeweiliges Datenblatt!). Daher behilft man sich mit festen oder trennbaren Brücken zwischen P1.1 und TxD sowie P2.2 und RxD.
Von den SubD-Pins 1+4+6 geht man via Widerstand und Z-Diode auf /RESET,
von den SubD-Pins 7+8 ebenso auf TCK, fertig ist der On-Board-Programmieradapter.

Richtig debuggen kann man mit der seriellen Schnittstelle nicht.

MSP430 mit USB-Schnittstelle haben ''keinen'' seriellen Bootloader. Dieser ist durch den USB-Bootloader ersetzt worden. Zu seiner Verwendung werden keine ominösen Brücken verwendet; der USB-Anschluss (den wohl jede Anwendungsschaltung mit MSP430F55xx haben wird) ist sofort zum Herunterladen der Firmware geeignet.

==== JTAG ====
Komfortabel und dennoch preisgünstig ist der JTAG-Anschluss.
Leider benötigt dieser mindestens 5 Kontakte und damit Platz auf der Schaltung. Anschluss-Adapter fürs Parallelport sind leicht zu haben und beinhalten im einfachsten Fall nur Schutzwiderstände.
Wer partout kein Parallelport hat (sollte ein Entwicklungsrechner ''immer'' haben) benötigt teure aber komfortable USB-JTAG-Adapter.

==== Spy-by-Wire ====
Die TI-Erfindung Spy-by-Wire kommt mit nur 2 Leitungen aus.
(Nebenbei, die Konkurrenz kommt mit One-Wire mit ''einer'' Leitung aus.)
Hier sind nur spezielle USB-Adapter bekannt, die vom Hersteller zu beziehen und closed-source sind. Auf TI-Entwicklungsplatinen ist dieser Umsetzer bereits als ein weiterer Chip aufgelötet.

== Dokumentation ==

* TI's Website: http://www.msp430.com
*:Für jede MSP430 Familie (z. B. MSP430F1xxx) gibt es ein generelles "datasheet" und einen detailierten "user guide". Die im user guide verwendeten Registerbezeichnungen (Ports, SFRs, etc.) findet man auch bei den meisten Compilern wieder.

* Buch: Mikrocontrollertechnik Am Beispiel der MSP430-Familie
*:Dieses Lehrbuch führt in die Grundlagen der Mikrorechentechnik ein. Es beschreibt sehr detailliert den Aufbau, die Funktion und die Handhabung von Mikrocontrollern am Beispiel des MSP430F1232. Programmbeispiele sind in Assembler und C enthalten. Ideal für Einsteiger mit geringen technischen Vorkenntnissen. Autor: Matthias Sturm ISBN:3-446-21800-9, Hanser Verlag

== Software ==
===Freie Tools===
====MSP-CCE430====
Dies ist die Entwicklungsumgebung von TI. Es gibt eine teure Pro-Version, aber eben auch eine Freeware-Version, die auf 16kB Codegrösse beschränkt ist.

Dieser Entwicklungsumgebung liegt Eclipse zugrunde, wobei der C-Compiler und ein Debugger bereits eingebunden sind. Die Installation ist im Gegensatz zu MSPGCC kein Problem.

* [http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/msp-cce430.html Download MSP-CCE430]

====MSPGCC====
Man kann Programme für den MSP430 komplett mit freien Tools entwickeln. Mit dem C-Compiler [[MSPGCC]], dem Debugging-Programm [[GDB]]/Insight und einem beliebigen [[Texteditor]] kann man C-Programme schreiben, kompilieren, in den Controller programmieren und debuggen. In Kombination mit MSPGCC kann man auch die freie Entwicklungsumgebung Eclipse verwenden.

Direkt mit Eclipse 3.6 Helios compilieren und debuggen
* [[MSP430_eclipse_helios_mspgcc4_gdb-proxy|Anleitung]] (06/2010)

Weblinks:
* [http://msp430.ms.funpic.de/doku.php?id=msp430:entwicklungumgebung Eclipse+mspgcc+GDB-Proxy] (03/2009)
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Eclipse_und_MSPGCC_unter_Windows Eclipse und MSPGCC unter Windows] (03/2009)
* [http://matthias-hartmann.blogspot.com/ Use Eclipse and mspgcc - the easy way] (Windows 02/2009).
* [http://www.mikrocontroller.net/Eclipse%20und%20MSPGCC/ Eclipse und MSPGCC] (Windows 03/2006)
* [http://inf.ntb.ch/infoportal/help/index.jsp?topic=/ch.ntb.infoportal/embeddedSystems_MSP430.html/ Eclipse + MSPGCC + Installationsanleitung Deutsch] (Windows, Linux) (Link ist Tot! .. hat noch wer eine Version?)
* [http://kurt.on.ufanet.ru/ MSPFET - FREE MSP430 flash programming utility] (Windows)
* [http://xgoat.com/wp/2009/03/25/fetproxy-an-open-source-replacement-for-msp430-gdbproxy/ FetProxy - Ein funktionierender Open-Source-Ersatz für msp430-gdbproxy] (Unix, Linux)
* [http://mspgcc4.sourceforge.net mspgcc4 - GCC 4.x toolchain for Texas Instruments MSP430 MCUs] (Linux, 2011)

Achtung: Es gibt '''mspgcc''' und '''mspgcc4'''!
Ersterer unterstützt keine CPUX (moderner MSP430-Prozessorkern mit 20 Bit Adressierungs- und Verarbeitungsbreite, für 1 MByte Adressraum), so ist man praktisch auf 47 KByte Kode beschränkt, und ohne selbstgemachte Linker-Skripte kann man zurzeit keine MSP430F55xx programmieren.
Letzterer basiert häufig auf cygwin und ist deshalb nicht so leicht in Gang zu setzen, die Dokumentation noch spärlicher und ausschließlich auf '''man''' basierend.

====MSPDebug====
MSPDebug ist ein Programmier/- Debugwerkzeug für den [[MSP430]], ähnlich wie avrdude für die [[AVR]]s.

Momentan (0.11) unterstütze Programmer/Debugger (aus der Hilfe übernommen):
* ez430-RF2500 z.B. der Programmieradapter von der ez430-Chronos
* Olimex MSP-JTAG-TINY
* TI FET430UIF und Kompatible (z.B. eZ430)
* TI FET430UIF bootloader

Weblinks:
* [http://mspdebug.sourceforge.net/ Projekthomepage bei Sourceforge]
* [http://aur.archlinux.org/packages.php?ID=37648 AUR-Paket für Arch Linux]

=== Kommerzielle Compiler für MSP430 ===
* [http://www.imagecraft.com/devtools_MSP430.html ICC430]
*: 45-Tage Demo wird nach Ablauf auf 4 kByte Codegröße beschränkt
* [http://www.htsoft.com/products/msp430ccompiler.php HI-TECH MSP430 C]
*: 28-Tage Demo wird nach Ablauf unbrauchbar.
*: ''Die verlinkte Seite listet nur Compiler für PIC auf. Produkt eingestellt?''
*: ''They are part of microchip now: [http://www.htsoft.com/HI-TECH%20Customer%20Letter_Final.pdf]''
* [http://www.ide430.com/ IDE430]
*: ''Dieser Link ist tot. Gibt es das Produkt noch?''
* [http://www.rowley.co.uk/msp430/index.htm CrossWorks for MSP430]
*: 30-Tage-Testversion nach Registrierung
* [http://www.quadravox.com/AQ430.htm Quadravox AQ430]
* [http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/msp-cce430.html?DCMP=MSP430_ccessentials&HQS=Other+PR+ccessentials CCEssentials (Eclipse)]
*: Mittlerweile: [http://processors.wiki.ti.com/index.php/CCSv4 Code Composer Studio 4]", Microcontroller/"Core Edition" für MSP430 ist kostenlos. Download erfordert Registrierung und Exporterfassung. Dateiname "setup_CCS_MC_Core.zip", ca. 360 MB.
*: Frei und auf 8 kByte Codegröße beschränkt, seit V3 bis 16kByte Code frei
* [http://www.iar.se/website1/1.0.1.0/675/1/index.php IAR Embedded Workbench for MSP430]
*: 30-Tage-Testversion
*: Freie auf 4 kByte (MSP430) oder 8 kByte (MSP430X) Codegröße beschränkte "KickStart"-Edition.
*: Kompatibel mit Windows7 7000 x64 (Stand: Februar 2009, Version 4.20.1)

== Beispielanwendungen ==

===Mathar.Com===
Auf http://www.mathar.com gibt es ein paar Beispiele (in C), was man so alles mit dem MSP430 anstellen kann. Dort hat der Autor einige Anwendungen näher erläutert. Angefangen mit simplen Aufgaben wie LEDs leuchten lassen geht es weiter über eine LCD- und GLCD-Ansteuerung (HD44780- und KS0108-kompatibel) sowie einigen Beispielen zur Verwendung des integrierten A/D-Wandlers, des USARTs, des Timers und vielem mehr ... Als weitere Codebeispiele sind dort auch eine I2C-Softwareimplementation und eine CAN-Library für den MSP430 zu finden.

===Examples Ordner der freien Toolchain MSPGCC===
Der "examples"-Ordner bzw. "checkout" aus dem CVS vom [[MSPGCC]] ist auch sehr umfangreich: http://mspgcc.cvs.sourceforge.net/mspgcc/examples/

===Codebeispiele auf Mikrokontroller.net===
Einige [[MSP430 Codebeispiele]] finden sich auch hier in der Artikelsammlung.

===uIP Port auf Mikrokontroller.net===
Der Port des TCP/IP Stacks von Adam Dunkels [[MSP430_uIP_Port|uIP 1.0 für den MSP430 findet sich hier]].

===Launchpad interne Temp. Messung mit ADC und Anzeige auf LCD===
C Codebeispiel für Launchpad mit IAR Kickstartcompiler, interner ADc und LCD Ansteuerung. Vergleich Atmel 8 Bit AVR Controller und mit MSP Familie: [http://www.mikrocontroller.net/topic/222015#new]

== Links ==

* [http://www.mikrocontroller.net/forum/1/msp430 Beiträge zum MSP430 im Mikrocontroller.net Forum]
* [http://mspgcc.sourceforge.net/manual/c68.html An introduction to the TI MSP430 low-power microcontrollers]
* [http://tinymicros.com/embedded/MSP430/ The MSP430 Bugspray Database] - umfangreiche Datenbank für Bugs in MSP430-Controllern
* [http://www.mathar.com www.mathar.com] - Tutorial für Einsteiger und Fortgeschrittene: LCD, ADC, USART, I2C, CAN Programmierung in C
* [http://cnx.org/lenses/TexasInstruments/MSP430 Connexions - Texas Instruments MSP430] Tutorial (speziell für eZ430)
* [http://msp430.info MSP430.info] - Portalseite für MSP430; Info, Projekte, Paper, Entwicklungstools...
* [http://groups.yahoo.com/group/msp430 Yahoo group MSP430] - lebhaftes Forum mit vielen MSP430-Experten
* [http://www.thomas-wedemeyer.de/elektronik/msp430/msp430.html Thomas Wedemeyer's MSP430-Seiten] - Kleine Beispiel Applikationen und Tips zur Nutzung von MSPGCC mit der Dev-C++ Entwicklungsumgebung
* [http://homepage.hispeed.ch/py430/mspgcc/ msp430-gdb und Eclipse] - Eine Anleitung von Chris Liechti
* [http://passworld.co.jp/index.php?lang=GB&lieu=GPS MSP430 GPS] - [http://passworld.co.jp/index.php?lang=GB&lieu=Oximeter MSP430 Puls-Oximeter]
* [http://passworld.co.jp/ForumMSP430 MSP430 Forum]
* [http://develissimo.net/de/msp430entwicklung.html MSPGCC + Eclipse + msp430-gdbproxy / Linux / Debian / Ubuntu] - Anleitung / Tutorial zur Installation der MSPGCC Toolchain + Eclipse + msp430-gdbproxy für Linux / Debian / Ubuntu Lang=Deutsch und Englisch leider geht der link nicht mehr
* [http://www.sinelabore.com SinelaboreRT] - Generierung von Zustandsmaschinen in C speziell für kleine Low-Power Plattformen.
* [http://msp430.funpic.de msp430.funpic.de] - Wiki zum MSP430
* [http://mspsci.blogspot.com/2010/07/tutorial-01-getting-started.html Scientific Instruments Using the TI MSP430] - Tutorial speziell zum TI Launchpad.
* [http://43oh.com/ Four-Three-Oh!] - MSP430 News und Forum (en)

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