基于MSP430单片机的FAT文件系统的设计与实现(3)
MSP430系列单片机是16位处理器的单片机[1]，采用目前流行的精简指令集（RISC）结构，1个时钟周期执行1条指令，与MCS51单片机的12个周期才可以执行1条指令比起来更简单。为了增强了其数据处理和运算能力。MSP430系列的单片机独特的采用了一般DSP中才有的16位（部分型号是32位）的乘加功能硬件，还有多功能的硬件乘法器以及DMA等一系列单片机中先进的体系结构。
1.1.3 高性能模拟技术及丰富的片内外设
因为MSP430系列单片机拥有TI公司的高性能模拟技术的支持，而且集成丰富的片内外设资源[2],这一系列的单片机拥有有16位的ADC、12位的DAC、比较器、LCD驱动器、电源电压监控（SVS）、串行通信（UART、I2C、SPI）红外线控制器（IrDA）、硬件乘法器、DMA控制器、温度传感器、看门狗定时器、定时器A、定时器B、8个端口（1-8）、基本的定时器、实时的时钟模块（RTC）、运算放大器（OA）等功能模块[8]。
1.1.4方便高效的开发环境
现在MSP430系列有OPT型、FLASH型、ROM型和EPROM型4种类型的器件，在开发和研究中主要使用的是FLASH型。FLASH型很方便的开发调试，因为芯片内部提供了JTAG调试接口，还有可电擦写的FLASH存储器，所以在开发中采用JTAG接口下载开发好的程序到FLASH内，然后由JTAG接口来控制程序的运行，读取片内的CPU状态以及存储器内的数据等信息供设计者调试。
目前，MSP430单片机有3种不同的接口来供用户选择：JTAG方式调试接口、SBW方式调试接口和BSL方式调试接口。
JTAG调试接口是成本最低的程序下载、仿真、调试的接口。全系列的MSP430单片机都具有JTAG接口。它需要5~6根线（4根信号线，1根复位线，早期还有1根TEST线）与计算机连接，可以实现代码的下载、仿真以及烧断保密熔丝的操作。
SBW（Spy Bi Wire）接口的功能与JTAG一样，但只需两根线（1根信号线，1根复位线）即可完成JTAG接口所有的功能。
通过JTAG或者SBW接口不仅能够下载和调试程序，还能够在调试完毕后通过一定的指令烧断保密熔丝，是调试接口自毁。自毁后的JTAG或SBW接口失效，再也无法通过它们读取内部代码，避免代码被他人读取或者复制，从而保护知识产权。
对于烧断了熔丝的单片机，只能通过BSL（Bootstrap Loader，引导加载）接口来更新代码。除了几款最低端的型号外，全系列的MSP430单片机都带有BSL接口。BSL接口一般利用芯片上的两根IO口与计算机串口相连，可以对程序代码进行擦除、更新和校验。其中校验过程需要读取程序代码，为避免代码被非法窃取，在读取之前必须和中断向量表核对，全部核对正确后才能读取代码区的内容。由于非法读取者不可能事先知道中断向量表的内容，从而使得只有代码所有者才能读取代码进行校验。
1.2 MSP430F5529单片机内部结构
如图1.2所示，是MSP430F5521，MSP430F5525，MSP430F5527，MSP430F5529，单片机的内部功能原理框图。MSP430单片机包含了能运行16位的精简指令集（RISC）的CPU，外设以及一个灵活的时钟控制系统，它们通过使用数据总线和冯诺依曼通用的地址将内部外设连接起来形成混合信号处理器。
图1.2 MSP430F5529功能原理框图
1.3 MSP430单片机SPI模式介绍
通用同步/异步收发外设（USART）在硬件上支持两种串口通信模式，一种是UART，另外一种是同步外设接口（SPI），本设计的SD卡读写需要使用SPI接口与SD卡通信，所以，首先介绍一下MSP430的SPI模块。
在SPI模式下，MSP430的USART接口通过3个引脚（SIMO，SOMI，UCLK）或者4个引脚（SIMO，SOMI，UCLK和STE）与外部系统连接。
SPI模式通讯如下特点：