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原创 MSP430 单片机的特点

2009-5-20 13:10 2395 0 分类: MCU/ 嵌入式

MSP430 系列单片机的迅速发展和应用范围的不断扩大,主要取决于以下的特点。 <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />


强大的处理能力 MSP430 系列单片机是一个 16 位的单片机,采用了精简指令集 ( RISC )结构,具有丰富的寻址方式( 7 种源操作数寻址、 4 种目的操作数寻址)、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令;有较高的处理速度,在 8MHz 晶体驱动下指令周期为 125 ns 。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。


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)。


MSP430 系列单片机的中断源较多,并且可以任意嵌套,使用时灵活方便。当系统处于省电的备用状态时,用中断请求将它唤醒只用 6us


超低功耗 MSP430 单片机之所以有超低的功耗,是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。


首先, MSP430 系列单片机的电源电压采用的是 1.8~3.6V 电压。因而可使其在 1MHz 的时钟条件下运行时,芯片的电流会在 200~400uA 左右,时钟关断模式的最低功耗只有 0.1uA


其次,独特的时钟系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的系统时钟系统:基本时钟系统和锁频环( FLL 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( 32768Hz , 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 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 0.7uA ,在节电方式下,最低可达 0.1uA


系统工作稳定上电复位后,首先由 DCOCLK 启动 CPU ,以保证程序从正确的位置开始执行,保证晶体振荡器有足够的起振及稳定时间。然后件可设置适当的寄存器的控制位来确定最后的系统时钟频率。如果晶体振荡器在用做 CPU 时钟 MCLK 时发生故障, DCO 会自动启动,以保证系统正常工作;如果程序跑飞,可用看门狗将其复位。


丰富的片上外围模块 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 1USART0 1 )、硬件乘法器、液晶驱动器、 10 /12 ADC I 2C 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。其中,看门狗可以使程序失控时迅速复位;模拟比较器进行模拟电压的比较,配合定时器,可设计出 A/D 转换器; 16 位定时器( Timer_A Timer_B )具有捕获 / 比较功能,大量的捕获 / 比较寄存器,可用于事件计数、时序发生、PWM 等;有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用;具有较多的 I/O 端口,最多达 6*8 I/O 口线; P0 P1 P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入; 12/14 位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率,最高可达200kbps ,能够满足大多数数据采集应用;能直接驱动液晶多达 160 段;实现两路的 12 D/A 转换;硬件 I 2C 串行 线接口实现存储器串行扩展;以及为了增加数据传输速度,而采用直接数据传输( DMA )模块。 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。方便高效的开发环境。


目前 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件,这些器件的开发手段不同。对于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后在烧写或掩膜芯片;对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境,因为器件片内有 JTAG 调试接口还有可电擦写的 FLASH 存储器,因此采用先下载程序到 FLASH 内,再在器件内通过件控制程序的运行,由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器,而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和 C语言MSP430 单片机目前主要以 FLASH 型为主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 摄氏度所设计的产品适合用于工业环境下

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