超低功耗微控制器MS

1、超低功耗微控制器MSF40 xin designx31xLCD92x32xLCD84ADC14x33xLCD120Timer_AUSARTMPYROM/OTP2.5-5 VLCD DriverFLLTimer/PortBasic Timer8-bit T/CFlash1.8-3.6 VBasic ClockTimer_AFlash1.8-3.6 VLCD Driver.1996199920002002MSP430 发展历程2001x11x1Comp_AX12xUSARTin designF13xTimer_BADC12USARTComp_AF14xTimer_BADC122 USARTMPYC

2、omp_ANewNewF41xin designF42xin designF44xin design性能超低功耗微控制器MSMSP430 有工业级 16 bit RISC MCU.-40 - 85 CMSP430 编程方便，开发工具廉价ADD MEM1,MEM2 ;MEM2=MEM1+MEME2The MSP430 runs with a watch crystal at up to 4MHz internal clock!MSP430：全新的微控制器MSP430 的能效极高. I/O 和 CPU 运行是能用不同的时钟CPU 功耗的开关通过状态寄存器的控制位实现MSP430 的功耗极低.执行时

3、为 160uA 1.8V (Flash)备用时为 uA (Flash)MSP430 极大地延长了电电池寿命RUN THE MARATHON,NOT THE MILE.TIs Flash MSP430 MCU reducespower consumption drastically,so your batteries run longer.超低功耗微控制器MS超低功耗1.8 V . 3.6 V 供电电压范围200 A 1MHz, 2.2V，活动模式0.7 A 备用模式0.1 A 保持 RAM 数据6 s 从备用模式唤醒 强大的 CPU 内核16-Bit RISC 结构125 ns 指令周期 8

4、MHz灵活多样的外围模块12-bit A/D (8 + 4 通道, 转换10 s)16-bit Timer_A with 3 C/C 寄存器16-bit Timer_B with 7 C/C 寄存器1- 2 个 USART接口硬件乘法器模拟信号比较器基本时钟模块 - 由可编程内部电阻控制频率- 由单一外部电阻控制频率- 32 kHz 晶振产生低频- 高频晶振产生高频- 可选择外部时钟源RUN THE MARATHON,NOT THE MILE.TIs Flash MSP430 MCU reducespower consumption drastically,so your batteries

5、run longer.NewMSP430F1xx： FLASH 系列特性超低功耗微控制器MS注:1 - 可由 Comparator_A 实现2 - 可由 Timer/Port 实现3 - 有 256B FLASH 和 Boot ROM4 - Input/Output + Output外围模块:TIMERS:WDT - Watchdog 定时器8bit T - 8 位定时器/计数器BT1 - Basic Timer 1T_A - Timer_A (x) 捕捉/比较寄存器T_B - Timer_B (x) 捕捉/比较寄存器UART软件实现，或通用同步/异步接口数MPY硬件乘法器I/O数字 I/O，

6、及OutputMSP430 系列超低功耗微控制器MSFLASH 型超低功耗 Flash 内核100,000 次写/擦周期 程序存储器分段：512B信息存储器分段：128B 可以分段擦除或整体擦除编程和擦除电压由内部产生有代码读出保护MSP430 FLASH 系列Five new Flash configurations available now!New 型号 FLASHA/D Timers USART MPY I/OMSP430F11011 KBSlopeA3- - 14MSP430F11214 KBSlopeA3- - 14MSP430F1338 KB 12-bit A3 + B3 1 -

7、 48MSF430F13516 KB 12-bit A3 + B3 1 - 48MSP430F14732 KB 12-bit A3 + B72 v 48MSP430F14848 KB 12-bit A3 + B7 2 v 48MSP430F14960 KB 12-bit A3 + B7 2 v 48超低功耗微控制器MS超低功耗的实现：快速起动和省电模式* 16bit CPU* 突发式模式切换* 电流消耗小* 唤醒快 (6 s) 其他 MCU MSP430* 4/ 8bit CPU* 电流消耗大* 唤醒慢IttI例：LPM3, 备用模式 (MSP430C31x)32768Hz 振荡器活动。基于

8、Basic Timer1 的实时钟活动。LCD 驱动有效。40050506050100150200250300350400450Active ModeVcc = 3V1 sec cycle timeIcc / ALPM0LPM1LPM2LPM3LPM4IAvrgIAvrg超低功耗微控制器MS* 16bit CPU* 突发式模式切换* 电流消耗小* 唤醒快 (6 s) 其它 MCU MSP430* 4/ 8bit CPU* 电流消耗大* 唤醒慢IttI例：LPM3, 备用模式振荡器 32768Hz 活动,Timer_A 有效,经 LCD 模块驱动 LCD 20032321105010015020

9、0250300350400450Active Mode1 sec cycle timeIcc / ALPM0LPM1LPM2LPM3LPM4IAvrgIAvrg1-2 mA200uA超低功耗的实现：FLASH 型超低功耗微控制器MSFLL 时钟系统（3x）低功耗 32.768 kHz 晶振ACLK辅助时钟PUCFLLfMCLK = ( N + 1 ) * fACLKMCLK主系统时钟(fSystem)32.768 kHzcrystalXINXOUTMSP430 只用一个晶体，无其它外部元件 处理机时钟频率稳定，抗干扰性能好 时钟可关闭，可快速启动 电路功耗低超低功耗微控制器MSFLASH 型的

10、时钟系统（F11x，F11x1）1 个晶振, 1 个DCO, 适应不同频率需要超低功耗微控制器MSFLASH 型的时钟系统（F13x，F14x）2 个晶振, 1 个DCO, 适应不同频率需要超低功耗微控制器MS速度比较: 32 kHz 时的运算快于 20 MHz 典型的 8bit 单片机20MHz 晶振内部 4 分频主时钟：5MHz = 200ns5 机器周期 / 指令1000ns 指令周期，8 位操作 MSP430 32kHz 晶振 DCO 作为主时钟发生器 主时钟：4 MHz = 250ns 1 机器周期 / 指令 250ns 指令周期，16 位操作MSP430 performs 16 b

11、it instead of 8 bit 4 times faster than a typical 8 bit C !超低功耗微控制器MSMSP430 x33x框图超低功耗微控制器MSMSP430 x32x框图C: PromP: OTPSRAMCPUincl. 16 reg.Busconv.ADCWDTI/O Port8b Timer/B. TimerMAB, 16bitMDB, 16bitMAB,4bitMDB,8bitOscillatorSystem ClockACLKMCLKMCBTestJTAG12+2bit5 ChannelsCurrent S.FLL15bitCounter8 I/

12、OsSerial ProtocolSupport3 Int. VectorsPORTMSTCKTDITDOfLCDTXDRXDXINXOutP0.0P0.7VCCVSSRST/NMISVCCRIA0.5Timer/PortTP.0TP.5CINR03LCD1, 2, 3, 4 Mux84 SegmenteCom0.3Seg 0.19Seg 20/CMPI.TP.4XBufR23R33R13E: EProm8kB ROM256B RAM16kB EPROM512B RAM16kB ROM512B RAMCMPI超低功耗微控制器MSMSP430 x31x框图VCCVSSRST/NMIMAB, 16

13、bitMDB, 16bitCom0.3Seg 0.18,22,23,26Seg 27/CMPITMSTCKTDITDOXINXOutXBufOscillatorSystem ClockACLKMCLKTestJTAGFLLincl. 16 reg.CPUTP.0 . 5CINR13R234kB ROMC: PromE: EProm256BSRAMWDTI/O PortLCD8b Timer/B. TimerMAB,4bitMDB,8bitMCB15bitCounter1, 2, 3, 4 MuxSerial ProtocolSupportPORRAM92 SegmentefLCDTXDRXD6

14、8kB ROMA/D Conv.Timer, O/PTimer/PortApplications:Busconv.8 I/Os, all with3 Int. Vectorsinterr. capabilityP: OTPCMPI超低功耗微控制器MSMSP430 x11x框图PWM 和 UART12 位斜坡 ADC14 中断线4K + 256 flash多模式时钟超低功耗微控制器MS64 pin QFPMSP430F13x框图P3P4DVCCDVSSRST/NMIMAB, 16bitMDB, 16bitTEST/VPPTestJTAGincl. 16 reg.CPUFlash 8 KB16 K

15、BRAM256 B512 BMAB,4bitMDB,8bitMCBPowerBusconv.onResetUSARTI/O Port 3/4 Timer_B33 CC RegisterXIN1XOut1Oscillator System ClockACLKMCLKSMCLKI/O Port 1/2P1P2RoscACLKSMCLKWatchdog15 / 16 bitTimer12 bit ADC8 channels10us conv.ComparatorA16 I/Oswithinterr. capabilityTimer_A33 CC RegisterI/O Port 5 P5Shadow

16、 Reg.AVCCAVSSXIN2XOut2BreakpointLogic16 I/Oswithinterr. capability8 I/Oswithinterr. capability8A0.7New超低功耗微控制器MS64 pin QFPMSP430F14x框图P3P4DVCCDVSSRST/NMITEST/VPPTestJTAGincl. 16 reg.CPUFlash 32 KB48 KB60 KBRAM1 KB2 KB2 KBMAB,4bitMDB,8bitMCBPowerBusconv.onResetI/O Port 3/4 Timer_B77 CC RegisterCOMM p

17、ortXIN1XOut1Oscillator System ClockACLKMCLKSMCLKI/O Port 1/2P1P2RoscACLKSMCLKWatchdog15 / 16 bitTimer12 bit ADC8 channels10us conv.ComparatorATimer_A33 CC RegisterI/O Port 5 P5Shadow Reg.AVCCAVSSXIN2XOut2USARTsBreakpointLogicTwoHardwareMPYMAB, 16bitMDB, 16bit16 I/Oswithinterr. capability16 I/Oswithi

18、nterr. capability8 I/Oswithinterr. capability8A0.7NewNew超低功耗微控制器MSMSP430的空间128-2K1K-60K超低功耗微控制器MSSegment 0中断向量Segment 1Segment 2Segment 3Segment ASegment BFFFFhFE00hFC00hFA00hF800h1100h1080h1000h主存储器按 512 byte 分段信息存储器按 128 byte 分段各分段可单独擦除或同时擦除Up to 60KbyteMSP430的空间：FLASH 型的 FLASH 存储器超低功耗微控制器MSFLASH

19、存储器：写入和读出Flash 存储器以正常的寻址方式读出Flash 存储器可以在程序控制下写入（Vcc V）自举程序可在写保护后对 Flash 存储器擦除、写入（由用户定义口令作保护） FLASH BusyWrite flash memoryFLASH BusySet write mode超低功耗微控制器MS中断：向量表（3x, 11x, 11x1）超低功耗微控制器MS中断：向量表（13x,14x）超低功耗微控制器MS寻址方式和指令MSP430的寄存器MSP430的寻址方式 MSP430 指令： 27条 （RISC指令） 采用模拟指令后为 51条超低功耗微控制器MS片上外围模块：I/O，LCD

20、驱动I/O 端口 P0、P1、P2：各位方向可选，可产生中断，触发沿可选 P3、P4： 各位方向可选，引脚复用 P5、P6： 各位方向可选，引脚复用（33x：P0-P4 11x：P1,P20-25 13x、14x：P1-P6）LCD 驱动 LCD 段：21x4 - 30 x4 空闲 LCD 引脚用作输出 （3x系列、4x系列） 超低功耗微控制器MS片上外围模块：硬件乘法器 乘法 无符号乘 有符号乘 无符号乘加 （以第一操作数地址来区别） 精度 8位 X 8位 8位 X 16位 16位 X 8位 16位 X 16位 速度 写入操作数后，立即可读乘积 当用间接寻址访问时，需等待一条指令超低功耗微控

21、制器MS片上外围模块：定时器，比较器BASIC Timer12x8 位或 16 位计数器，做实时钟、LCD 帧频时钟定时器/端口2x8 位或 16 位计数器，与比较器及 TP 端配合实现斜坡 A/D 定时器/计数器8 位计数器，可预置定时值，可实现软件 UARTPWM定时器8 位计数器，可产生低精度 D/A看门狗定时器看门狗功能，或 16 位定时器功能Timer_A16 位，带比较器/捕捉器，可实现 UART、PWM、斜坡 A/DTimer_B16 位，带比较器/捕捉器，可实现 UART、PWM、斜坡 A/D Compare_A模拟信号比较器，监视外部模拟电压超低功耗微控制器MS片上外围模块：

22、TIMER_A，TIMER_BTIMER_B超低功耗微控制器MS片上外围模块：USART异步通信波特率产生时钟频率、波特率选择，波特率调整寄存器 例：，UMCTL=01101011，T：14, 14, 13, 14, 13, 14, 14, 13帧格式ST(0) | DATA(7-8bit) | AD | PA | SP(1) | SP(1)多机模式线路空闲多处理机模式：地址帧 10位以上 “1” 后首帧地址位帧多处理机模式：地址帧（AD=1）同步通信同步时钟由主机发送，不必利用波特率调整技术数据传输主机的发送和接收同时进行 方式：主机发送数据， 从机发送伪数据主机发送数据， 从机发送数据主机

23、发送伪数据， 从机发送数据超低功耗微控制器MS片上外围模块：A/D 12 + 2 bit（32x）输入通道 A0 - A7参考电压 内置或外置转换方式 选择电压范围(2 位)：电阻网络 逐位比较(12 位)：开关电容阵列转换精度 12 +2 位， 12 位（预先设定转换电压范围）转换时间 12+2 位:132ADCLK，12 位:96ADCLK ADCLK = (1 - 1/4)MCLK 时钟速率的影响 高：转换未完成， 低：电容阵列放电恒流模式 A0 - A3 可作为电流源以输出电流驱动传感元件（如热敏电阻等）超低功耗微控制器MS片上外围模块：A/D 12 bit（13x，14x）自动扫描桶

24、型缓存采样/转换控制片内参考电压源片内温度传感器可编程参考源选择超低功耗微控制器MSC1R1Vin =1024利用比较器构成 10 bit A/DMSP430CA1VinVcc xnCA0CAOUT超低功耗微控制器MSVCC/4C1R1VrefVref/2chargeTvinchargeTvrefVin chargeTvbVin =TVcc-Tvb e 利用比较器构成斜坡 12 bit A/DMSP430CA1VinVrefRRln(0.5) x Tvin-TvrefVrefVbVthCA0CAOUT超低功耗微控制器MSF11x 应用实例超低功耗微控制器MSTIMER_B + ADC应用: 3

25、 相 H-桥电路驱动U0T1T2T3T4T6T5ACRCcellFeedbackgainShuntresistorOver currentprotectionActive TimeMSP430F14XTB5TB4TB3TB2TB1TB0A06-Channel PWM + Dead BandA1A2Drive VoltageTemperature超低功耗微控制器MS开发工具介绍 Simulator Assembler Linker Archiver Object Code Converter Absolute Lister LCD Editor Floating Point Package Starter Kit MSP-STK430X320 Evaluation Kit MSP-EVK430X320 Evaluation Kit MSP-EVK430X330 Flash ICE MSP-FET430X110 Flash ICE MSP-FET430P140 Dr. Krohn & Stiller Emulator MX430, MX430P, MX430L, and AX430 Emulator (hitex) OCEAN MSP430 xx JTAG Emulator (Goepel electronic) IAR Systems C-CompilerTI