MSP430单片机

四、MSP430单片机

MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。该款单片机主要针对实际应用需求,把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片”解决方案。MSP430系列由于具有Flash存储器,在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优点。

MSP430单片机的特点如下:

(1)MSP430单片机是16位的单片机,采用了精简指令集(RISC)结构,只有27条指令,大量的指令则是模拟指令,众多的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。这些内核指令均为单周期指令,功能强,运行速度快。

(2)在运算速度方面,MSP430系列单片机能在8MHz晶体的驱动下,实现125ns的指令周期。16位的数据宽度,125ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加)相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。

(3)MSP430系列单片机的电源电压采用1.8~3.6V。在1MHz的时钟条件下运行时,芯片的电流在200~400μA,时钟关断模式的最低功耗只有0.1μA。在MSP430系列中有两个不同的时钟系统:基本时钟系统和锁频环(FLL和FLL+)时钟系统或DCO数字振荡器时钟系统。有的使用一个晶体振荡器(32768 Hz),有的使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟,并且这些时钟可以在指令的控制下打开和关闭,从而实现对总体功耗的控制。由于系统运行时打开的功能模块不同,即采用不同的工作模式,芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式(AM)和五种低功耗模式(LPM0~LPM4)。在等待方式下,耗电为0.7μA,在节电方式下,最低可达0.1μA。

(4)MSP430系列其基本架构是16位的,同时在其内部的数据总线经过转换还存在8位的总线,再加上本身就是混合型的结构,形成开放型的架构,无论扩展8位的功能模块,还是16位的功能模块,包括扩展模/数转换或数/模转换这类的功能模块都是很方便的。MSP430系列单片机的各成员都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗(WDT)、模拟比较器A、定时器A(Timer_A)、定时器B(Timer_B)、串口0、1(USART0、1)、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、I2C总线直接数据存取(DMA)、端口O(P0)、端口1~6(P1~P6)、基本定时器(Basic Timer)等的一些外围模块的不同组合。MSP430系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。

(5)对于MSP430系列而言,由于引进了Flash型程序存储器和JTAG技术,不仅使开发工具变得简便,而且价格也相对低廉,并且还可以实现在线编程。

(6)适应工业级运行环境,MSP430系列器件均为工业级的,运行环境温度为-40~+85℃,所设计的产品适合用于工业环境下。

MSP430单片机系列部分型号芯片的硬件资源见表1-4。

表1-4 MSP430单片机系列部分型号芯片的硬件资源

续表