MSP430低功耗运行模式原理及应用

1、MSP430 低功耗运行模式原理及应用MSP430 系列单片机因为其良好的低功耗表现和强大的数据处理能力，在许 多领域具有广泛的应用，文章通过分析其低功耗模式的原理，介绍了 MSP430 及其衍生型号在相关领域的应用，对研究 MSP430 的低功耗模式及其实际应用具 有一定的指导意义。标签：MSP430；低功耗模式；应用MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）公司推出的集多种先进技术于一 体的新一代单片机，该机最突出的特点是其低功耗模式，同时由于其具有强大的 运算能力和仿真调试能力以及丰富的内外设，所以在全世界范围内获得了空前的 成功1，尤其在对功耗要求比较高的领域，得到了广泛的应用。文章

2、通过研究 其低功耗的原理，介绍了 MSP430系列单片机在相关领域的具体应用。1 MSP430 的低功耗运行模式研究MSP430系列单片机的内部结构框图如图1所示，MSP430系列单片机之所以能够有超低的功耗表现，主要有以下几个原因：工作电压低，低功耗模式多MSP430系列单片机的CPU的标准工作电压范围为1.8V-3.6,最低能在1.8V 的电压下工作，芯片最低的工作电流只有O.lyA，所以从基础结构的设计上就能 保证低功耗的良好表现。MSP430有1种活动模式（AM）和5种低功耗工作模 式（LPMO、LPM1、LPM2、LPM3、LPM4），由于该型单片机主要用在工作时 间短、休眠时间长的

3、环境，所以多种低功耗模式的设计，可以使MSP430能够经 常处于最经济的状态，有效降低了功耗。中断响应速度快MSP430处于低功耗状态时，如果中断事件发生，MSP430可以在6ys内唤 醒 CPU 进入工作状态，当事件处理完毕后， MSP430 再次进入低功耗状态，由 于其CPU强大的处理能力，一般能够很快地完成处理任务，所以MSP430大部 分时间能够处于低功耗状态，这是MSP430非常省电的另一个重要原因。灵活的时钟系统MSP430 系列单片机中的两种不同的时钟系统（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）可以根据实际需求产 生三种不同频率的时钟信号

4、，具体有：低频的辅助时钟（A-CLK），主要用于低 频处理的场合，也可作为外设的信号源或时钟；高频的主系统时钟（ MCLK）， 用于工作模式，也可作为高速外设的时钟；高频的子系统时钟（SMCLK），作为 外设需要的备份。用户可灵活选择合适的时钟信号，提高产品的功耗表现2。2 MSP430 系列单片机其他的突出优点除了具有令人印象深刻的低功耗表现外，MSP430系列单片机还具有其它突 出的优点，这些优点使其在实际中得到了广泛的应用。强大的运算性能MSP430系列单片机使用16位RICS结构，这样的设计使MSP430单片机在 16MHz的频率工作时，指令的处理速度可达16MPIS,加上其16位的处

5、理器设 计，使其具有超过其它单片机的运算性能。同时， MSP 单片机集成了数字信号 处理器中才采用的16位多功能硬件乘法器、硬件乘一加（积之和）功能、DMA 等先进的体系结构，进一步增强了它的数据处理和运算能力。方便的调试开发MSP430系列单片机内部集成JTAG端口，支持JTAG调试，同时可以通过 FLASH编辑器进行在线编程，调试时，首先通过FLASH下载程序，通过内部的 控制器运行，然后通过外设的JTAG仿真器将JTAG端口的数据传输给PC端的 开发者，这种调试成本低、效率高、便于操作。系统高度集成MSP430系列单片机集成了多种功能模块，包括定时器、模拟比较器、多功 能串行接口（PSI

6、/IZC/UART）、I/O 端口（P0-P6）、DMA 控制器、多通道 10/12 位 ADC、 12位 DAC 等，还有丰富的中断功能，这样高度集成的单片机，给了 开发人员更多的选择。3 MSP430 系列单片机的应用MSP430 系列单片机以其优越的性能和较高的性价比得到了广泛的应用，在 便携式智能设备、远程信息采集和传输、智能化仪器仪表等领域有着良好的应用 潜力。3.1 便携式医疗设备便携式医疗设备采集的数据量大、对运算速度和精度要求高，通常采用电池 供电，所以要求尽量低的功耗，MSP430系列单片机非常适合在这一领域的应用， MSP430FG43x系列微控制器是就是TI针对便携式医疗

7、装置推出的，该型控制器 内建九个定时器、取样速率200ksps的12位模拟数字转换器、两组12位数字模 拟转换器、三组运算放大器、48个I/O端口、128字节的显示驱动器，强大的处 理和运算能力非常适合血压、脉博、酸碱和血糖量测计等应用，使用纽扣电池供 电时寿命可达10年。3.2 智能传感器智能传感器一般要求电池寿命长、功耗低、响应速度快、成本低，在烟雾探 测器和PIR运动检测器等智能传感器中采用MSP430系列单片机可以达到上述要 求，MSP430F20 xx系列微控制器就是针对智能传感器开发，该型控制器采用14 引脚的封装，大小为4mmx4mm，指令处理能力为1600MIPS。针对智能传感

8、器 对时效性的要求，TI将其从中断事件发生到唤醒CPU的时间缩短至不到l“s 在缩小传感器体积的同时，有效缩短了反应时间3。3.3 远程抄表计量设备电子电表、燃气表和水表等计量设备一般用于家庭中，在实际的使用中不便 于更换电池。MSP430微控制器的低功耗模式可使这些计量设备的电池使用寿命 长达20年。MSP430FW42x系列器件是TI针流量与旋转运动计量开发的芯片， 他通过内置低功耗MCU,将旋转扫描接口和显示驱动模集成为一体，使用它开 发的计量仪表，系统直接从底层检测流量数值，不需要从外部检测，不仅降低了 功耗，还提高了计量的准确性。4 结束语MSP430系列单片机一经推出，就因为其优异的性能、优秀的性价比、微缩 的体积优势快速地获得了广泛的认可，相信随着MSP430系列单片机及其拓展型 号应用的深入发展，更多更先进的产品会不断问世，大大地提高人们生产生活的 效率。参考文献1胡大可.MSP430系列Flash