![MCU工程师炼成记：我和MSP430单片机[按需印刷]](http://images.china-pub.com/ebook3800001-3805000/3802246/zcover.jpg)
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基本信息
【插图】
编辑推荐
电子及相关专业大学生成长为合格MCU工程师的权威指南。
以MSP430单片机为例的技术成长路线，辅以资深工程师的职场攻略。
从小实验到大项目，从技术到职场，内容由浅入深，丰富全面。
内容简介
书籍
计算机书籍
大多数电子及相关专业的学生在从学生到工程师的这个角色转换的过程中是比较盲目的。正是因为看准了这点，我们才下决心用了一年多的时间编写了《MCU工程师炼成记:我和MSP430单片机》。我们希望能够通过把已经走过这段路的工程师们的经验总结出来以飨读者，这样他们就能够少走很多弯路。
《MCU工程师炼成记:我和MSP430单片机》和以往的单片机类书籍有所不同。虽然它还是一本以单片机技术为主线的书，但是本书对于读者在从学生转变为工程师的过程中碰到的各种问题都给出了一定的解答。书中从MSP430单片机的架构、开发环境、小实验、项目一直到职场经验的分享，凝聚了太多人的心血和汗水。读者在阅读本书时，可以根据自己的需要，边动手、边阅读，从实践中汲取技术经验并加深对书中内容的理解。
计算机书籍
大多数电子及相关专业的学生在从学生到工程师的这个角色转换的过程中是比较盲目的。正是因为看准了这点，我们才下决心用了一年多的时间编写了《MCU工程师炼成记:我和MSP430单片机》。我们希望能够通过把已经走过这段路的工程师们的经验总结出来以飨读者，这样他们就能够少走很多弯路。
《MCU工程师炼成记:我和MSP430单片机》和以往的单片机类书籍有所不同。虽然它还是一本以单片机技术为主线的书，但是本书对于读者在从学生转变为工程师的过程中碰到的各种问题都给出了一定的解答。书中从MSP430单片机的架构、开发环境、小实验、项目一直到职场经验的分享，凝聚了太多人的心血和汗水。读者在阅读本书时，可以根据自己的需要，边动手、边阅读，从实践中汲取技术经验并加深对书中内容的理解。
作译者
丁武锋 EEWORLD社区资深版主，现为某公司资深硬件工程师。主持参与过大量的MSP430、TIDSP项目。在社区深受广大网友的喜爱。
庄严 EEWORLD社区资深版主，现为某国际著名IC公司系统工程师。参加过许多科技创新和省部级、国家级比赛，多次获奖。长期在社区论坛担任MSP430技术支持工作，深得广大网友的喜爱。
周春阳 EEWORLD社区资深版主，在各大行业网站社区均有较强的影响力。资深MCU工程师，现在自己创业，主要为客户提供基于MCU技术开发和咨询服务。
庄严 EEWORLD社区资深版主，现为某国际著名IC公司系统工程师。参加过许多科技创新和省部级、国家级比赛，多次获奖。长期在社区论坛担任MSP430技术支持工作，深得广大网友的喜爱。
周春阳 EEWORLD社区资深版主，在各大行业网站社区均有较强的影响力。资深MCU工程师，现在自己创业，主要为客户提供基于MCU技术开发和咨询服务。
目录
《MCU工程师炼成记:我和MSP430单片机》
推荐序
前言
第一部分 预备篇
第1章 单片机改变世界 2
1.1 把iPhone变成一台心电图仪 2
1.2 成为改变世界的单片机工程师 8
第2章 改变世界从MSP430开始 11
2.1 MSP430系列微控制器的发展和应用 11
2.2 MSP430系列微控制器产品概况 12
第3章 吃透MSP430单片机的构架 19
3.1 MSP430总体构架 19
3.2 CPU结构和特点 20
3.3 存储空结构和地址空间 21
3.4 时钟系统 22
3.4.1 时钟源 22
3.4.2 时钟信号 25
3.4.3 基本时钟模块寄存器 26
3.4.4 时钟源的配置与使用 28
3.5 低功耗模式 29
推荐序
前言
第一部分 预备篇
第1章 单片机改变世界 2
1.1 把iPhone变成一台心电图仪 2
1.2 成为改变世界的单片机工程师 8
第2章 改变世界从MSP430开始 11
2.1 MSP430系列微控制器的发展和应用 11
2.2 MSP430系列微控制器产品概况 12
第3章 吃透MSP430单片机的构架 19
3.1 MSP430总体构架 19
3.2 CPU结构和特点 20
3.3 存储空结构和地址空间 21
3.4 时钟系统 22
3.4.1 时钟源 22
3.4.2 时钟信号 25
3.4.3 基本时钟模块寄存器 26
3.4.4 时钟源的配置与使用 28
3.5 低功耗模式 29
前言
如何学习、掌握单片机技术以及如何成为一名合格的电子工程师是广大初学者非常关心的事情，这方面的书籍、文章其实也不算少，但在“信息爆炸”的时代，真正有效的东西却并不多见，这也是令初学者最感困惑和无奈的事情。
参与这本书算是机缘巧合。在一次电话中向农和我谈起打算推出一本专门面向初学者的单片机入门指导书，内容方面同时兼顾技术、入门方法以及给新人提供一些初步的职场生存建议等。以她的想法，这本书并未打算聘请资深的技术专家来专门写作，而是由三个不同阶段的“过来人”跟初学者们交流一下自己的成长经验。书的内容上不求高深，只求真实、易懂、接地气，重点虽然仍旧放在让读者掌握一门单片机开发技术上，但同时也兼顾可以复制的学习方法和职场生存经验，这是一种少有的尝试，不可谓不大胆。
在单片机的入门学习平台方面，本书选择了TI的MSP430单片机，除了单片机本身的必要技术资料之外，本书的重点在于讲解如何从零开始逐步理解单片机的基本结构和具体的编程方法以及电路设计方法。初学者们可以一步步地照着书中内容学习和操作，在认真学习完本书内容后，应该可以大致具备初步的单片机应用设计能力。同时，本书给初学者特别是那些即将走进职场的高校学生们提供了一些基本的职场生存建议，希望可以帮助大家更快、更好地适应自己的工作，并成为一名合格的电子工程师，这就是我们编写本书的终极目标。
本书总体上分为三部分。第一部分主要通过动手引导用户掌握MSP430单片机及其外设的使用。这部分主要由一些入门级的实验组成，让读者通过学习这些实验学会MSP430单片机的基本开发方式。第二部分主要通过具体项目锻炼读者的工程技能，考虑到一部分读者是学生，第8章用一章的内容帮助学生读者分析电赛题目，分享电赛经验。最后，三位作者分别从自己的角度讲了他们对MCU工程师修炼的看法。因为这部分内容相对独立，而且基本上算是他们的“一家之言”，更像是三篇独立的文章，我们将这作为第三部分内容放在了附录里。相信其中的真知灼见必定会引起读者的共鸣。
因时间和精力的关系，本书的撰写和完稿有些匆忙，未尽及错漏之处敬请谅解，同时欢迎大家在EEWORLD论坛上继续展开讨论与交流，内容不限于这本书，不限于MSP430。
周春阳
2013年6月
参与这本书算是机缘巧合。在一次电话中向农和我谈起打算推出一本专门面向初学者的单片机入门指导书，内容方面同时兼顾技术、入门方法以及给新人提供一些初步的职场生存建议等。以她的想法，这本书并未打算聘请资深的技术专家来专门写作，而是由三个不同阶段的“过来人”跟初学者们交流一下自己的成长经验。书的内容上不求高深，只求真实、易懂、接地气，重点虽然仍旧放在让读者掌握一门单片机开发技术上，但同时也兼顾可以复制的学习方法和职场生存经验，这是一种少有的尝试，不可谓不大胆。
在单片机的入门学习平台方面，本书选择了TI的MSP430单片机，除了单片机本身的必要技术资料之外，本书的重点在于讲解如何从零开始逐步理解单片机的基本结构和具体的编程方法以及电路设计方法。初学者们可以一步步地照着书中内容学习和操作，在认真学习完本书内容后，应该可以大致具备初步的单片机应用设计能力。同时，本书给初学者特别是那些即将走进职场的高校学生们提供了一些基本的职场生存建议，希望可以帮助大家更快、更好地适应自己的工作，并成为一名合格的电子工程师，这就是我们编写本书的终极目标。
本书总体上分为三部分。第一部分主要通过动手引导用户掌握MSP430单片机及其外设的使用。这部分主要由一些入门级的实验组成，让读者通过学习这些实验学会MSP430单片机的基本开发方式。第二部分主要通过具体项目锻炼读者的工程技能，考虑到一部分读者是学生，第8章用一章的内容帮助学生读者分析电赛题目，分享电赛经验。最后，三位作者分别从自己的角度讲了他们对MCU工程师修炼的看法。因为这部分内容相对独立，而且基本上算是他们的“一家之言”，更像是三篇独立的文章，我们将这作为第三部分内容放在了附录里。相信其中的真知灼见必定会引起读者的共鸣。
因时间和精力的关系，本书的撰写和完稿有些匆忙，未尽及错漏之处敬请谅解，同时欢迎大家在EEWORLD论坛上继续展开讨论与交流，内容不限于这本书，不限于MSP430。
周春阳
2013年6月
序言
推荐序
得知这本书完稿的消息时，我突然有些恍惚，我的记忆还停留在论坛里看到大家恭喜网友“Open82977352”大婚的时候，印象中那个正忙于准备电赛的大学生，怎么不经意间就已为人夫了呢？这几年里，在EEWORLD论坛里跟着众多网友一起成长，目睹了大家的喜怒哀乐，看到了太多的讨论，从一个个技术的细节问题，到工作中的不快，或是对前途的迷茫。
相较之下，那些在读的电子相关专业的大学生，还有刚走出校门、在工作岗位上发现自己之前的一切都要“归零”的“准”工程师们，他们是困惑最多的一群人，或迷茫于技术，或迷茫于前途。作为过来人，这个过程于我是那么熟悉。记得自己刚入行时完全是两眼一抹黑，作为新人，欠缺的不只是专业知识，还有职场上的常识。同事们总是忙于自己的工作，专业书籍总是和现实很远，课堂上全是过时的教条，让人无所适从。于是全靠自己的摸索，一个跟头，一点明白。
实事求是地讲，“电子工程师”并不是现今人们眼中的“好职业”，但当你或为真心喜欢，或为稻粱谋，而选择走上这条路时，所能做的就只能是努力让自己成为一名真正的电子工程师。这条路究竟该如何走？于是我萌生出一个想法，能不能系统地编写一本书，一本能陪伴学生走上电子工程师之路的书。
当我把这个想法和版主“chunyang”沟通后，内心更加笃定。然而，落实下来很快就发现，这么大一个话题，很容易陷入泛泛之谈。如果聚焦于一个具体的点上，也许就可以窥一斑而见全豹。于是我们选择从“群众基础”最广泛的单片机入手，然后又从中选择了极易上手、开发板易获得的MSP430作为具体的实践对象。按照我们的设想，这本书会从技术入门、工作技术技能的提升、电子工程师的职场守则这三部分，把电子工程师的成长线路清晰地勾勒出来。
这本书的作者团队是我眼中的梦幻组合，也让我对自己做的这件事充满信心。也许你不知道庄严，但他的网名“WSTT”也算是大名鼎鼎，很多EEWORLD的网友都很认他，因为他喜欢分享，而且也善于分享，对于别人的问题总是及时回复，是一个典型的阳光大男孩。作为一名在读的研究生，“WSTT”承担了大部分的基础性工作。当大家看到这本书时，他已经告别了自己的学生生涯，成为一家著名国际芯片企业的系统工程师。我不知道庄严今后的路会如何，但他的成长过程本身就是一个很好的范例，展示了如何从一名在校大学生成为电子工程师。
EEWORLD论坛里的老网友对“莫恩”这个名字都不会陌生，他就是丁武锋，前几年分享了很多自己的原创设计。他是那种典型的从小就组装收音机，看着《无线电爱好者》在南京的那个氛围里长大的。“莫恩”成为电子工程师是一种必然，同时也是一种偶然，他也是一个幸运的人，因为他让自己的爱好成为职业。他有许许多多的想法，有着技术人员的严谨，他是MSP430狂热的爱好者。“莫恩”和“WSTT”一起完成了书中的所有实验和写作，并现身说法如何成为一名出色的MCU系统开发工程师。
与莫恩类似，版主“chunyang”也是从小就折腾收音机、电视，但他是中国最早一批在论坛里出没的电子工程师。之所以请版主“chunyang”来，不是因为他技术高超，而是在于他的热心，在于他与一般的电子工程师不同，有一颗更加人文、更注重精神层面的心，作为一名导师是再合适不过了。所谓导师者，重要的是明白如何导之，而且愿意导之。我们有共同的看法，即技术只是一个方面，成为一名真正的电子工程师，重要的一点是要学会如何做人，电子工程师有自己的轨迹。在这方面，“chunyang”则用自己的成长经历和多年来面对论坛里年青网友们碰到的各种问题，告诉我们他的体会。我很欣赏其中的一点，即“做有品位的工程师”，工作多年的人都会心领神会。
关于本书技术之外的部分，我不奢求大家能完全理解并吸收，但至少能明白这番苦心，并在今后能不时地翻出来看看。技术的东西终会过时，而这些则可以陪你渡过整个职业生涯，而这也是本书不同于其他技术类书籍的重要之处。我不知道看到这本书的人，最终有多少人会成为真正的电子工程师。但是我相信，您一定会从中收获些什么，因为我们是真正用心在做。
这是一个崇尚成功的社会，但大多数人注定和我一样，最终只能是一个普通的人，远远地欣赏乔布斯、马化腾的成功。但是普通并不意味着不幸福，普通并不意味着没有理想和追求。当我们达到自己的目标时，一样得喜悦，一样享受那个过程。
我很喜欢这样一群人，他们有时会自嘲为“电工”，他们默默地支撑着中国电子行业。没有互联网行业的眩目，没有垄断行业的高薪，但是他们可爱、重感情、更纯净，在全民皆商业的中国，肯静下心来钻研技术。他们的努力在未来一定会得到回报，因为我相信某些不公平只是暂时的，因为中国需要他们，他们使我们的生活更美好。
感谢Triton zhang，他是EEWORLD的一位网友，但同时也是TI公司的FAE。他利用自己的假期帮我们审校书稿。感谢三位作者的家人，允许他们牺牲了陪伴家人的时间来完成这样一本书。感谢汤汤，这位EEWORLD论坛人人皆知的“SOSO姐”在怀着宝宝时组织了这本书的作者团，当这本书即将出版时她可爱的女儿已经快满周岁了。当然还要感谢机械工业出版社华章公司的编辑们，是他们让我们的想法变为现实。
感谢所有翻阅这本书的人，如有任何意见和问题，欢迎到EEWORLD论坛（bbs.eeworld.com.cn）来讨论。
EEWORLD总编向农
2013年6月
得知这本书完稿的消息时，我突然有些恍惚，我的记忆还停留在论坛里看到大家恭喜网友“Open82977352”大婚的时候，印象中那个正忙于准备电赛的大学生，怎么不经意间就已为人夫了呢？这几年里，在EEWORLD论坛里跟着众多网友一起成长，目睹了大家的喜怒哀乐，看到了太多的讨论，从一个个技术的细节问题，到工作中的不快，或是对前途的迷茫。
相较之下，那些在读的电子相关专业的大学生，还有刚走出校门、在工作岗位上发现自己之前的一切都要“归零”的“准”工程师们，他们是困惑最多的一群人，或迷茫于技术，或迷茫于前途。作为过来人，这个过程于我是那么熟悉。记得自己刚入行时完全是两眼一抹黑，作为新人，欠缺的不只是专业知识，还有职场上的常识。同事们总是忙于自己的工作，专业书籍总是和现实很远，课堂上全是过时的教条，让人无所适从。于是全靠自己的摸索，一个跟头，一点明白。
实事求是地讲，“电子工程师”并不是现今人们眼中的“好职业”，但当你或为真心喜欢，或为稻粱谋，而选择走上这条路时，所能做的就只能是努力让自己成为一名真正的电子工程师。这条路究竟该如何走？于是我萌生出一个想法，能不能系统地编写一本书，一本能陪伴学生走上电子工程师之路的书。
当我把这个想法和版主“chunyang”沟通后，内心更加笃定。然而，落实下来很快就发现，这么大一个话题，很容易陷入泛泛之谈。如果聚焦于一个具体的点上，也许就可以窥一斑而见全豹。于是我们选择从“群众基础”最广泛的单片机入手，然后又从中选择了极易上手、开发板易获得的MSP430作为具体的实践对象。按照我们的设想，这本书会从技术入门、工作技术技能的提升、电子工程师的职场守则这三部分，把电子工程师的成长线路清晰地勾勒出来。
这本书的作者团队是我眼中的梦幻组合，也让我对自己做的这件事充满信心。也许你不知道庄严，但他的网名“WSTT”也算是大名鼎鼎，很多EEWORLD的网友都很认他，因为他喜欢分享，而且也善于分享，对于别人的问题总是及时回复，是一个典型的阳光大男孩。作为一名在读的研究生，“WSTT”承担了大部分的基础性工作。当大家看到这本书时，他已经告别了自己的学生生涯，成为一家著名国际芯片企业的系统工程师。我不知道庄严今后的路会如何，但他的成长过程本身就是一个很好的范例，展示了如何从一名在校大学生成为电子工程师。
EEWORLD论坛里的老网友对“莫恩”这个名字都不会陌生，他就是丁武锋，前几年分享了很多自己的原创设计。他是那种典型的从小就组装收音机，看着《无线电爱好者》在南京的那个氛围里长大的。“莫恩”成为电子工程师是一种必然，同时也是一种偶然，他也是一个幸运的人，因为他让自己的爱好成为职业。他有许许多多的想法，有着技术人员的严谨，他是MSP430狂热的爱好者。“莫恩”和“WSTT”一起完成了书中的所有实验和写作，并现身说法如何成为一名出色的MCU系统开发工程师。
与莫恩类似，版主“chunyang”也是从小就折腾收音机、电视，但他是中国最早一批在论坛里出没的电子工程师。之所以请版主“chunyang”来，不是因为他技术高超，而是在于他的热心，在于他与一般的电子工程师不同，有一颗更加人文、更注重精神层面的心，作为一名导师是再合适不过了。所谓导师者，重要的是明白如何导之，而且愿意导之。我们有共同的看法，即技术只是一个方面，成为一名真正的电子工程师，重要的一点是要学会如何做人，电子工程师有自己的轨迹。在这方面，“chunyang”则用自己的成长经历和多年来面对论坛里年青网友们碰到的各种问题，告诉我们他的体会。我很欣赏其中的一点，即“做有品位的工程师”，工作多年的人都会心领神会。
关于本书技术之外的部分，我不奢求大家能完全理解并吸收，但至少能明白这番苦心，并在今后能不时地翻出来看看。技术的东西终会过时，而这些则可以陪你渡过整个职业生涯，而这也是本书不同于其他技术类书籍的重要之处。我不知道看到这本书的人，最终有多少人会成为真正的电子工程师。但是我相信，您一定会从中收获些什么，因为我们是真正用心在做。
这是一个崇尚成功的社会，但大多数人注定和我一样，最终只能是一个普通的人，远远地欣赏乔布斯、马化腾的成功。但是普通并不意味着不幸福，普通并不意味着没有理想和追求。当我们达到自己的目标时，一样得喜悦，一样享受那个过程。
我很喜欢这样一群人，他们有时会自嘲为“电工”，他们默默地支撑着中国电子行业。没有互联网行业的眩目，没有垄断行业的高薪，但是他们可爱、重感情、更纯净，在全民皆商业的中国，肯静下心来钻研技术。他们的努力在未来一定会得到回报，因为我相信某些不公平只是暂时的，因为中国需要他们，他们使我们的生活更美好。
感谢Triton zhang，他是EEWORLD的一位网友，但同时也是TI公司的FAE。他利用自己的假期帮我们审校书稿。感谢三位作者的家人，允许他们牺牲了陪伴家人的时间来完成这样一本书。感谢汤汤，这位EEWORLD论坛人人皆知的“SOSO姐”在怀着宝宝时组织了这本书的作者团，当这本书即将出版时她可爱的女儿已经快满周岁了。当然还要感谢机械工业出版社华章公司的编辑们，是他们让我们的想法变为现实。
感谢所有翻阅这本书的人，如有任何意见和问题，欢迎到EEWORLD论坛（bbs.eeworld.com.cn）来讨论。
EEWORLD总编向农
2013年6月
媒体评论
这是一本真正出自职业工程师“内心”的书，不仅是技术层面，也是为职场发展和人生追求（参见本书附录部分）。书中MSP430的内容不像原版技术文档那样“经典而枯燥”，但对初学者来说更实用：从一些有趣、好玩的东西开始做起，在做的过程中学习MCU基础知识和外设原理，逐步进阶。同时也演绎了一个“菜鸟”从兴趣爱好开始，潜移默化成为高手的过程。只要你喜欢了，结果就顺理成章了。
—— 沈建华 华东师范大学计算机系副教授、网络研究所副所长
在这个全民皆商业的中国，谁会关注电子工程师个人的成长经历？连老伴儿都经常笑称：连自己的孩子都不愿意听我讲。然而，我很欣慰地看到仍然有一批批热爱电子的学生，走出校门，迈入电子工程师的大门。他们朝气蓬勃，乐于通过线上、线下等各种渠道钻研技术。但在“信息爆炸”的时代，真正能够深入浅出、充分考虑初学者感受的东西并不多见，能够沙里淘金找到这样的东西就更难了，这是令初学者最感困惑和无奈的。很高兴能够有这么一本基于技术，同时兼顾学习方法和职场生存经验的书出现，尤其是chunyang深入浅出的职场经历，都是多年经验的积累，对广大初学者有很大的参考意义。
—— maychang EEWORLD网友
拿到书稿时，我很惊诧于作者的很多想法和我一致。这本书从实际案例出发，从单片机的技术引入到职场的发展，由浅入深地勾勒出一位单片机工程师的成长轨迹。这不是一本说教的书，基于作者对MCU的理解，并从作者自身的亲身经历，项目解析、调研、关键技术实现以及项目最后的文档来说明了项目的整个过程，读来非常亲切。而对MSP430的选择，则让单片机的入门变得非常容易。
最后的附录部分绝对是本书的亮点，大胆立意是大多数人未曾触及的，也是市面上缺乏的，我相信能够给有志于成为电子工程师的年轻人很多启发。
——丁京柱 TI华东区微控制器技术支持经理
—— 沈建华 华东师范大学计算机系副教授、网络研究所副所长
在这个全民皆商业的中国，谁会关注电子工程师个人的成长经历？连老伴儿都经常笑称：连自己的孩子都不愿意听我讲。然而，我很欣慰地看到仍然有一批批热爱电子的学生，走出校门，迈入电子工程师的大门。他们朝气蓬勃，乐于通过线上、线下等各种渠道钻研技术。但在“信息爆炸”的时代，真正能够深入浅出、充分考虑初学者感受的东西并不多见，能够沙里淘金找到这样的东西就更难了，这是令初学者最感困惑和无奈的。很高兴能够有这么一本基于技术，同时兼顾学习方法和职场生存经验的书出现，尤其是chunyang深入浅出的职场经历，都是多年经验的积累，对广大初学者有很大的参考意义。
—— maychang EEWORLD网友
拿到书稿时，我很惊诧于作者的很多想法和我一致。这本书从实际案例出发，从单片机的技术引入到职场的发展，由浅入深地勾勒出一位单片机工程师的成长轨迹。这不是一本说教的书，基于作者对MCU的理解，并从作者自身的亲身经历，项目解析、调研、关键技术实现以及项目最后的文档来说明了项目的整个过程，读来非常亲切。而对MSP430的选择，则让单片机的入门变得非常容易。
最后的附录部分绝对是本书的亮点，大胆立意是大多数人未曾触及的，也是市面上缺乏的，我相信能够给有志于成为电子工程师的年轻人很多启发。
——丁京柱 TI华东区微控制器技术支持经理
书摘
第一部分
预备篇
第1章单片机改变世界
第2章改变世界从MSP430开始
第3章吃透MSP430单片机的构架
第4章熟悉MSP430开发工具
第5章熟悉硬件平台：LaunchPad
第6章解剖MSP430单片机
第1章
单片机改变世界
1.1把iPhone变成一台心电图仪
今天，每个人都有一部手机，这部手机可能是iPhone，也可能是Android 手机，还有可能是Windows 手机。无论是哪一种智能手机，其实都是一款功能强大的开发平台，吸引了众多的软件应用开发者。面对这样一个平台，我们是否可以换个思路，不局限于设计各种软件应用，而是再添加一些硬件外设，做出更大胆的功能拓展。答案是肯定的！
图1-1展示iPhone心电图仪，只增加少量的硬件外设就把一部iPhone变成了一台心电图仪。
图1-1iPhone心电图仪
下面我们来看看如何一步一步实现将一部iPhone变成便携式心电图仪。首先要考虑的问题是，增加的硬件外设如何与iPhone相连。iPhone提供给外界的接口是它独特的数据接口以及耳机接口，其他的手机一般可以提供USB接口和耳机接口。因此，实际上在手机上最通用的接口是耳机接口，而不是各种数据接口。
让我们看看手机上的耳机接口的定义，看看它能否完成硬件外设与手机通信的功能。耳机接口有4个信号线，分别是左声道、右声道、接地和麦克风，如图1-2所示。接口中各信号的方向是固定的，左声道和右声道用于驱动耳机，所以对于手机就是输出；麦克风是采集语音信号的，所以对于手机其方向为输入。总体上讲，手机耳机孔接口提供了两个输出通道和一个输入通道，可以满足手机和硬件外设的双向通信的要求。
如果使用耳机接口作为外设电路与iPhone之间唯一的连接，那么电路必须从耳机接口取电，也就是需要依靠音频芯片输出的能量来驱动电路。
iPhone的音频输出功率有多大呢？是否能够驱动外部电路呢？带着这些疑问，可以先测试iPhone手机一个声道的输出功率。图1-3是利用iPhone 3GS输出20～20KHz的信号在不同的负载阻抗下测试得到的输出电压有效值和输出电流以及输出功率的关系。其中抛物线形的曲线是输出电压与输出功率的关系，带圈的曲线是输出电流与输出电压的对应关系。输出功率在输出电压为240mV的时候达到峰值，这个时候输出功率达到15.6mW，输出电流约为66mA。
图1-3iPhone 3GS单声道输出电压与输出电流及功率的关系
音频输出的最高功率达到15.6mW，如果能够设计出低功耗的电路，这个功率能够支撑电路工作。有了能量保障，采集心电信号需要哪些功能电路呢？
预备篇
第1章单片机改变世界
第2章改变世界从MSP430开始
第3章吃透MSP430单片机的构架
第4章熟悉MSP430开发工具
第5章熟悉硬件平台：LaunchPad
第6章解剖MSP430单片机
第1章
单片机改变世界
1.1把iPhone变成一台心电图仪
今天，每个人都有一部手机，这部手机可能是iPhone，也可能是Android 手机，还有可能是Windows 手机。无论是哪一种智能手机，其实都是一款功能强大的开发平台，吸引了众多的软件应用开发者。面对这样一个平台，我们是否可以换个思路，不局限于设计各种软件应用，而是再添加一些硬件外设，做出更大胆的功能拓展。答案是肯定的！
图1-1展示iPhone心电图仪，只增加少量的硬件外设就把一部iPhone变成了一台心电图仪。
图1-1iPhone心电图仪
下面我们来看看如何一步一步实现将一部iPhone变成便携式心电图仪。首先要考虑的问题是，增加的硬件外设如何与iPhone相连。iPhone提供给外界的接口是它独特的数据接口以及耳机接口，其他的手机一般可以提供USB接口和耳机接口。因此，实际上在手机上最通用的接口是耳机接口，而不是各种数据接口。
让我们看看手机上的耳机接口的定义，看看它能否完成硬件外设与手机通信的功能。耳机接口有4个信号线，分别是左声道、右声道、接地和麦克风，如图1-2所示。接口中各信号的方向是固定的，左声道和右声道用于驱动耳机，所以对于手机就是输出；麦克风是采集语音信号的，所以对于手机其方向为输入。总体上讲，手机耳机孔接口提供了两个输出通道和一个输入通道，可以满足手机和硬件外设的双向通信的要求。
如果使用耳机接口作为外设电路与iPhone之间唯一的连接，那么电路必须从耳机接口取电，也就是需要依靠音频芯片输出的能量来驱动电路。
iPhone的音频输出功率有多大呢？是否能够驱动外部电路呢？带着这些疑问，可以先测试iPhone手机一个声道的输出功率。图1-3是利用iPhone 3GS输出20～20KHz的信号在不同的负载阻抗下测试得到的输出电压有效值和输出电流以及输出功率的关系。其中抛物线形的曲线是输出电压与输出功率的关系，带圈的曲线是输出电流与输出电压的对应关系。输出功率在输出电压为240mV的时候达到峰值，这个时候输出功率达到15.6mW，输出电流约为66mA。
图1-3iPhone 3GS单声道输出电压与输出电流及功率的关系
音频输出的最高功率达到15.6mW，如果能够设计出低功耗的电路，这个功率能够支撑电路工作。有了能量保障，采集心电信号需要哪些功能电路呢？
