MSP430系列超低功耗單片機及應用
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單片機的應用日趨廣泛，對處理器的綜合性能要求也越來越高?？v觀單片機的發(fā)展，以應用需求為目標，市場越來越細化，充分突出以“單片”解決問題。單片機系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)的一部分，主要集中在中、低端應用領域。在這些應用中，目前也出現了一些新的趨勢，主要體現在以下幾個方面：
1)以電池供電的應用越來越多，而且由于產品體積的限制，很多是用紐扣電池供電，如無線傳感器網絡(WSN)、手持式儀表、玩具等。這就要求系統(tǒng)功耗盡可能低。
2)隨著應用的復雜度的提高，對處理器的功能和性能要求不斷提高，既要外設豐富、功能靈活，又要有一定的運算能力，能做一些實時算法，而不僅僅做簡單的控制。
3)產品更新速度快，開發(fā)時間短，希望開發(fā)工具簡單、廉價、功能完善。特別是仿真工具要有延續(xù)性，能適應多種MCU，以免重復投資，增加開發(fā)投入。
4)產品性能穩(wěn)定，可靠性高，既能加密保護，又能方便升級。
本文介紹一種迎合這種趨勢的超低功耗單片機，即MSP430系列單片機，它代表了未來單片機的一種發(fā)展方向。
l MSP430單片機
美國德州儀器公司(TI)推出的MSP430系列超低功耗16位混合信號處理器(Mixed Signal Processor)，集多種領先技術于一體，以16位RISI處理器、超低功耗、高性能模擬技術及豐富的片內外設、JTAG仿真調試定義了新一代單片機的概念，產品線也非常完整，給人耳目一新的感覺。加之TI公司優(yōu)良的服務，充分體現了世界級著名IC廠商的實力和綜合優(yōu)勢。如圖1所示為MSP430內部結構框圖。
1．1 超低功耗
在超低功耗方面，其處理器功耗(1．8～3．6V，O．1μA／Powei～down，O．8μA／Standby，250μA／MIPS)和口線輸入漏電流(最大50nA)在業(yè)界都是最低的，遠遠低于其他系列產品。
1．2 運算性能強大
在運算性能上，其16位RISC結構，使MSP430單片機在16MHz晶振工作頻率時，指令速度可達16MIPS(注意：同樣16MIPS的指令速度，在運算性能上16位處理器比8位處理器高遠不止2倍)。不久還將推出25―30MIPS的產品。同時，MSP430單片機中采用了一般只有DSP中才有的16位多功能硬件乘法器、硬件乘一加(積之和)功能、DMA等一系列先進的體系結構，大大增強了它的數據處理和運算能力，可以有效地實現一些數字信號處理的算法(如FFT、DTMF等)。
1．3 開發(fā)工具方便先進
在開發(fā)工具上，MSP430系列單片機支持先進的JTAG調試，簡單的硬件仿真工具只是一個并口轉換器，一般個人都可以自己制作，而且適用于所有MSP430系列單片機，既便于推廣，又大大降低了用戶的開發(fā)投入。其軟件集成開發(fā)環(huán)境EW430由著名的IAR公司提供，其最新版本已比較完善。
1．4 系統(tǒng)整合豐富實用
在系統(tǒng)整合方面，MSP430系列單片機結合TI公司獨到的高性能模擬技術，根據其不同產品，集成了多種功能模塊，包括定時器、模擬比較器、多功能串行接口(SPI／I2C／UART)、I／O端口(P0一P6)、DMA控制器、多達120KB的Flash和10KB的RAM、SVS，以及豐富的中斷功能。用戶可以根據應用需求，選擇合適的MSP430系列產品。另外，大部分MSP430系列單片機采用Flash技術，支持在線編程，并有保密熔絲。其B00TSTRAP技術為系統(tǒng)軟件的升級提供了又一種方便的手段，BOOTSTRAP有32個字節(jié)的口令字，具有很高的保密性。MSP430系列單片機均為工業(yè)級產品，性能穩(wěn)定，可靠性高，可用于各種民用、工業(yè)產品。
2 MSP430系列單片機在測控方面的典型應用
MSP430系列單片機以其卓越的性能和較高的性價比，使其在許多領域得到了越來越廣泛的應用，通過選擇選型，可以廣泛用于便攜式智能檢測控制儀器的開發(fā)、各種數據采集系統(tǒng)的開發(fā)、各種智能控制儀表、醫(yī)療儀器的開發(fā)、各種節(jié)能裝置的開發(fā)等。其也可以應用于產品的內部，取代部分老式機械、電子零件或元器件，以使產品縮小體積，增強功能，實現不同程度的智能化。MSP430系列超低功耗單片機的應用從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法，其主要的應用有以下幾個方面。
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