Sulautetut järjestelmät/TI MSP430

Sulautetut järjestelmät

MSP430 on Texas Instrumentsin mikrokontrolleriperhe, joka on suunniteltu erityisesti matalan tehonkulutuksen sovelluksiin, kuten esimerkiksi paristokäyttöisiin laitteisiin. MSP430 -sarjan kontrollerit pohjautuvat 16-bittiseen RISC-suorittimeen.

MSP430:n matala virrankulutus tekee siitä suositun vaihtoehdon matalan tehonkulutuksen laitteisiin. MSP430-kontrolleria käytetäänkin paljon paristokäyttöisissä mittalaitteissa. Kontrollerin virrankulutus valmiustilassa on vain muutamia mikroampeereja. MSP430:n huonoja puolia ovat muun muassa ulkoisen muistiväylän puuttuminen ja pieni keskusmuistin koko. Lisäksi prosessorin arkkitehtuuri eroaa muista yleisistä mikrokontrollereista.

Prosessorin käyttöä elektroniikkarakentelun harrastajien piirissä on rajoittanut muun muassa se, että käytännössä kaikki MSP430-sarjan mikrokontrollerit ovat saatavilla vain pintaliitoskotelossa. Poikkeuksen muodostaa malli MSP430F2013, joka on saatavilla myös perinteiseen DIP-koteloon pakattuna. Pintaliitosprosessoreja on onneksi saatavilla valmiina rakentelijaystävällisinä prosessorilevyinä, jotka voi liittää vaikkapa protolevyyn.

Miten pääset alkuun

Harrastusta aloittaessa ei kannata ostaa kolminumeroisella hintalapulla varustettuja ohjelmointilaitteita ja kehitysympäristöjä. Alkuun pääsee muutaman kympin budjetilla. Käytännössä vaaditaan vain:

Kirjoitinporttiin tuleva JTAG-ohjelmointilaite (hintaluokka 20 euroa)
Valmis prosessorilevy JTAG-liittimellä (hintaluokka >10 euroa)

TAI

Starterkitti, jossa on prosessorin lisäksi LCD-näyttöä, lediä, sarjaporttia jne. (hintaluokka 25-100+ euroa)

Starterkitin hankkimista puoltaa se tosiseikka, että LDC-näytölle tulostaminen, prosessorin käskyttäminen tietokoneen sarjaportin kautta tuottaa kivampia onnistumisen elämyksiä kuin pelkkä prosessorilevyyn kiinnitetyn ledin vilkuttelu -- puhumattakaan prosessorin ohjelman etenemisen seuraamisesta tietokoneen ruudulta debuggerin avulla. Starterkittien hinnat riippuvat varustelun tasosta: parilla ledillä varustettu kitti maksaa pari kymppiä, kun taas verkkoliitännällä ja useampirivisellä LCD-näytöllä varustettu kitti maksaa satasen.

Esimerkkitapaus - Step by Step

Tarvittavat välineet:

Olimex MSP430-413STK2 -demokitti
3 voltin litiumparisto demokittiin
Kirjoitinporttiin tuleva JTAG-ohjelmointilaite
IAR Kickstart -kehitysympäristö

Vaiheet

Asenna paristo demokittiin, ja kytke JTAG-ohjelmointilaite demokitin ja tietokoneen kirjoitinportin väliin.
Luo alihakemisto projektillesi.
Käynnistä IAR Workbench.
Valitse: Create a new project -> C -> main -> OK
Mene äsken luomaasi hakemistoon ja anna projektitiedostolle nimi.
Näytölle tulee main.c -koodi-ikkuna. Poista siinä näkyvät pari koodiriviä, ja copypastaa tilalle tämä:

#include "msp430x41x.h"

void wait(void) // Viivefunktio         
{
 long i;        
 for(i=0;i<60000;i++);  
}
      
int main(void)
{


 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // "Vahtikoira" pois päältä
 P6DIR=0x04;            // Kuutosportin kakkospinni valitaan ulostuloksi
 P6OUT=0x04;            // Asetetaan kuutosportin kakkospinnin tila ykköseksi.

 while(1) {              // Ikuinen silmukka
   P6OUT=~P6OUT;        // Muutetaan portin tila 0->1 tai 1->0
   wait();              // Parin sekunnin viive.
 }
}

Valitse Project -> Options...: General options: Device=MSP430F413
Debugger: Driver=FET Debugger (eli se ohjelmointilaite)
Fet Debugger: Connection: LPT1 ja sitten OK.
Project -> Make -> Anna workspacelle joku nimi -> ok.
Katso että alareunaan tulee Total errors: 0 ja Total warnings: 0
Valikosta Project: Debug
Debug: Go (tai paina F5)
Nyt pitäisi LEDin vilkkua!

Aiheesta muualla

http://www.ti.com/msp430 Kontrollerin valmistajan kotisivu
http://www.olimex.com/ Yksi demokittien valmistaja
http://www.rowley.co.uk/crossfire/crossfire_msp430.htm Toisen valmistajan demokitti
http://www.softbaugh.com/OuterHardware.cfm Kolmas demokittivalmistaja