MSP430单片机在仿真中要注意的几点问题
作者/刘宸、黄世輸，四川职业技术学院
基金项目：基于Proteus单片机实训平台改造与实训项目的开发。四川省教育厅，16ZB0395
摘要：MSP430系列单片机由于其超低功耗、片内资源丰富和性能优异等诸多优点，在业界被广泛使用。初学者在学习过程中，使用仿真 软件时遇到若干问题。本文提供了相关问题的解决方法，介绍了MSP430系列单片机在IAR集成开发环境中进行软件仿真调试的设置和使用 方法，以及在P「oteus硬件仿真软件中的时钟信号、定时器、源码级调试和硬件乘法器的设置方法。关键词：MSP430;单片机；Proteus;仿真
引言
TI德州仪器公司推出的MSP430单片机是一种基于 RISC的16位混合信号微处理器，应用广泛，因而成为众多
初学者学习的对象。在学习时经常使用IAR集成开发环境 和Proteus仿真软件，其中IAR是目前最常用的MSP430 单片机开发平台，具有带项目管理器和编辑器的集成开发环 境、高度优化的MSP430 C/C++编译器和带MSP430模拟 器和RTOS内核识别调试插件的C-SPY调试器等；Proteus 是英国Labcenter Electronics公司开发的单片机及外围器 件的仿真软件，使用户能在没有硬件设备的条件下快速有效 地学习。本文主要介绍在这两款软件中仿真调试时要注意的 几点问题。
1.IAR软件仿真设置
(1)用IAR软件仿真调试时，出现警告：Stack
Warning,或错误提示：user error: illegal opcode found on address 0x0〇
解决方法：使用软件仿真调试，不要点击Debug
without download(调试不下载）按钮，而应该同硬件仿真
—样也点击Download and Debug(调试并下载）按钮。
⑵项目的设置Option->Linker->Output里面，一定 要点选Debug information for C-SPY。输出文件格式通常 在 Other 里选择 msd-i、msp430-txt 或 ubrof 8 等，但那 是用于下载到真实单片机，或者加载到Proteus里进行仿 真的输出文件格式。这里我们讲的是在IAR中进行软件仿真 调试，就要在 Format 里点选 Debug information for C-SPY， 因为C-SPY调试器是MSP430的模拟器，选择其才能进行
IAR软件仿真调试。
(3)
设置 Option->Linker->Debug -> Driver 里面FET Debugger更改为Simulator。这一步是在仿真调试设
置中，将FET硬件仿真器更改为软件仿真。
(4)
很多时候程序员需要查看程序的耗时，查看耗时的
方法是：View->Register，观察CCSTEP,它就是耗时的机 器周期，CYCLECOUNTER是程序当前时间，单位都是机器
周期，所以，耗时还需要将CCSTEP除以机器频率，例如:
ccstep/8M=5/8000000=0.625ps。如图 1 所示。
⑶查看程序耗时还可以启用Timeline时间轴：菜单 栏 Simulator->Timeline,勾选 Enable,再勾选 Select
Graphs里的Call Stack。如图2所示。在IAR软件仿真
调试时，默认MCLK主时钟频率为1MHz,所以若要得到 程序在真实单片机的耗时，需要根据实际时钟输入源，将
Timeline时间轴里显示的耗时进行比例缩放。
Navi gate
►«/ Auto Scroll
Zoom►
Interrupts
«/ Enable
Go To Source
___Interrupts
Time Axis Unit ►Call Stack
3571700 |delay
|delay
[delay
Os
5s
10s
图2 Timeline时间轴
把
2.Proteus软件仿真中若干问题
(1)在市面上的MSP430单片机实验开发板常采用
MSP430F149,而用Proteus软件仿真时，由于Proteus没
有MSP430F149的仿真模型，而自带MSP430F249的仿真 模型，则可用功能更强的MSP430F249来代替。但要注意 在IAR开发环境里，单片机选型也要选为MSP430F249,
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，电子
sn
且包含对应的头文件。在Proteus中仿真和下载程序到149 实验板时要注意分别选用。
(2)
供Proteus进行仿真，但是不能进行源码级调试；一类是
msp430-txt，即TI公司对MSP430系列单片机利用BSL
有一类是 ubrof 8(forced)，这是 Proteus 对 MSP430 系列 单片机实现源码级调试的文件格式，文件名为.d90。类似 51系列单片机在Keil软件与Proteus中的联调，可以更直 观更细致地调试每条语句。
⑷硬件乘法器。仿真与真实硬件调试略有不同，
方式进行烧写程序的一种格式，此时文件后缀名为.txt;还 MSP430F249的时钟系统：基础时钟模块具有三个
振荡器，或者叫时钟输入源，分别是LFXT1低频振荡器、
XT2高频振荡器以及DCO内部数字控制振荡器。输入源可
通过软件设定分频，产生单片机工作需要的时钟输出信号： 主时钟MCLK，子系统时钟SMCLK，和辅助时钟ACLK。 在MSP430单片机的大部分内部设备中，都能选择上述三 种时钟信号作为时钟源，应用非常灵活。
在Proteus软件中仿真MSP430F249单片机时，双击 单片机编辑属性，其中Advanced Properties高级属性里 有三个频率设置：MCLK, SMCLK和ACLK,没有振荡器或 时钟输入源的选项，因此，只需要在对应的选项里根据程序 填上时钟的值。例如，程序：TACTL=TASSEL_1+MC_1; 定时器A时钟源选为ACLK。这类单片机的内部设备选择了 某种时钟信号作为时钟源时，那么也必须在Proteus的频 率设置里输入对应的值。
此外，如果程序里没有设置时钟信号，那么会启用
Proteus软件不能仿真MSP430单片机内部资源硬件乘
法器，而只能让CPU直接计算。需要我们在IAR软件中 设置不使用硬件乘法器：在Options->General Options- >Target->Hardware multiplier 中，
将 Hardware mul
tiplier 的 勾选去掉即可。否则例如 程序： data=(long) ADC12MEMCT2500/4096;仿真时就不能正常计算出结果。
3.结束语
综上，初学者在学习MSP430系列单片机的过程中， 使用仿真软件时不可避免遇到若干问题。本文提到的在IAR 集成开发环境中进行软件仿真调试的设置和使用，以及在
DCO内部数字控制振荡器，在Proteus软件中仿真时，会
默认MCLK主时钟频率为1.1MHz。
另外，还需要注意一点，程序中常有BCSCTL2 |=DIVS0+DIVS1;之类的分频设置，比如程序里将SMCLK 的时钟输入源XT2的8MHz进行了 8分频，为1MHz，但 是在Proteus里仿真时，我们填入的SMCLK的值就必须为 分频后的值1MHz,因为Proteus仿真时不进行分频，而是 直接从SMCLK选项里读出赋值。
(3)
Proteus硬件仿真软件中的时钟信号、定时器、源码级调试
和硬件乘法器的设置，仅仅是若干问题中的_部分，毕竟仿 真和真实硬件调试运行是有差别的，但殊途同归，目的都是 学好用好MSP430单片机。
参考文献
氺[1]施保华，赵娟，田裕康.MSP430单片机入门与提高[M].武汉: 氺[2]谢兴红，林凡强，吴雄英.MSP430单片机基础与实践[M].北京; 北京航天大学出版社，2008.
源码级调试。在IAR软件的Output选项中有很多 华中科技大学出版社，2013.
种不同的输出格式。总体来说有三类格式，_类是丨的6丨-
standard (Intel公司标准)、msd-i,此类文件后缀名为.hex,
这种输出格式可以作为单片机下载的二进制文件，或者
(上接第67页)
氺[4]张秉章.无线智能防盗门铃[J].大众科技,2011,06:114-115.
参考文献
氺[1]韩伟，刘涌，张海瑞，张华帅，司宇翔.一款无线控制的编解 码门铃设计[J].中国科技信息,2016,01:71-72.
氺[2]黄斌杰，刘怡俊.基于Hadoop云平台的无线门铃系统的设 计与实现[J].广东工业大学学报，2016,03:55-59+87.
* [3]张恒.家用无线音乐门铃的设计[J].轻工科技,2016,10:73-74.
氺[5]李昌禄.无线遥控音乐门铃原理及应用[J].高校实验室工作 研究,2011,03:94-95+99.
* [6]刘明辉，杨帆，崔胜.基于W77E58无线语音智能门铃系统[J]. 自动化与仪表,2010,11:35-40.
氺[7]王晓鹏.笔筒造型无线门铃的制作[J].电子制作,2012,05:70-73.
64 |电子制作2017年5月
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