Семейство микроконтроллеров MSP430 Texas Instruments

Параметрический поиск по микроконтроллерам фирмы MSP-430, вы сможете по заданным параметрам найти нужную микросхему, а так-же кто ее поставляет и сколько она стоит. Обновлено 12.01.2010

Возрастающий спрос на продукцию с автономным (батарейным) питанием вызвал необходимость создания микроконтроллеров с низким и сверхнизким энергопотреблением. Компания Texas Instruments разработала и серийно выпускает семейство микроконтроллеров MSP430, которое удовлетворит требования самого взыскательного разработчика устройств на микроконтроллерах. Применяя микроконтроллеры MSP430, разработчики получают мощный инструмент для работы с аналоговыми и цифровыми сигналами при сверхнизком потреблении энергии батареи. Энергии литиевой батареи достаточно для питания прибора в течение 5 лет.

Микроконтроллеры MSP430 - это 16-разрядные микроконтроллеры RISC-архитектуры, с развитой периферией и сверхнизким энергопотреблением.

Есть несколько особенностей отличающих микроконтроллеры MSP430 от других микроконтроллеров:

RISC-архитектура

RISC(Reduced Instruction Set Computer) - архитектура процессора с сокращенным набором команд. Наиболее важные отличительные особенности RISC архитектуры: архитектура регистр-регистр, простые способы адресации, простые команды и большой регистровый файл. Микроконтроллер MSP430 имеет 27 основных инструкций и 24 дополнительных инструкции, что значительно упрощает процесс генерации команд. Отсутствуют специальные команды обращения к аккумулятору, памяти или к периферийным устройствам. Это существенно повышает эффективность работы процессора. Ядро процессора - 16-битовое RISC ALU и шестнадцать 16-битовых регистров. Четыре регистра выполняют функции программного счетчика (PC), регистра статуса (SR), указателя стека (SP) и регистра констант (CG). Остальные двенадцать 16-битовых регистра - полностью в распоряжении пользователя. Регистры общего назначения используются для хранения переменных, указателей и для операций с данными. Процессор обращается к этим регистрам непосредственно, что содействует высокой эффективности работы микроконтроллера MSP430. Время выполнения команд 1-4 машинных цикла (1-4 mkS).

Режимы энергосбережения

Для эффективного использования энергии батареи семейство микроконтроллеров MSP430 использует пять режимов энергосбережения: LPM0, LPM1, LPM2, LPM3 и LMP4. На рисунке 2 показаны три основных режима энергосбережения LPM из пяти(Low Power Mode).

Рис.2

Ток, потребляемый микроконтроллером MSP430, в нормальном (рабочем) режиме составляет 250 - 400 mkA. Процессор (CPU) и все встроенные периферийные устройства работают в обычном режиме. Основная особенность семейства микроконтроллеров MSP430 заключается в том, что периферия ( модуль ЖКИ, АЦП, таймеры, порты I/O ) может работать автономно, т.е. независимо от процессора. Поэтому, если в течение некоторого промежутка времени CPU не используется, его выключают командой "CPU Off". Потребляемый от батареи ток снижается до 30 mkA (режим LPM0). Допустим, что отпала необходимость в системной частоте (MCLK), которая используется для CPU, АЦП и таймеров. Включаем режим LPM3 - ток, потребляемый от батареи, снижается до 0,8 mkA. Возврат из энергосберегающих режимов LPM0-LPM3 в рабочий режим происходит по внутреннему прерыванию, которое генерируют периферийные модули. Возврат из режима LPM4 (все выключено) возможен только по внешнему прерыванию. Режимы управления потребляемой мощностью переключаются программно. Переходы из любого режима энергосбережения (LPM0-4) в рабочий режим происходят за 6 mkS. Развитая система прерываний ( 15 векторов ) позволяет оперативно управлять работой микроконтроллера, минимизируя время "холостой" работы CPU. Все периферийные устройства имеют индивидуальные вектора прерывания.

Системный генератор

Еще одна особенность, присущая семейству микроконтроллеров MSP430, это генератор с цифровым контролем (DCO). Для работы микроконтроллера достаточно внешнего кварцевого резонатора с частотой резонанса 32 kHz ( частота ACLK ). Генератор DCO формирует системную частоту MCLK, умножая частоту ACLK на множитель из ряда 1,2,3...32. Значение множителя задается программно, при этом частота MCLK принимает значения от 32 kHz до 1 MHz. Системная частота MCLK необходима для CPU, АЦП и таймеров. Программист должен сам выбрать значение MCLK, руководствуясь оптимальным соотношением производительности микроконтроллера и энергосбережения.

Библиотека FPP ( Floating Point Package )

Это приятное дополнение к программному обеспечению микроконтроллеров семейства MSP430 - библиотека математики с плавающей точкой. Библиотека FPP подключается к рабочей программе, занимая в программной памяти 1 килобайт. Библиотека работает с числами в диапазоне от -1.099.1012 до +1.099.1012 . При помощи библиотеки можно выполнять операции сложения, вычитания, умножения, деления, вычисления квадратного корня, вычисления тригонометрических функций и операции сравнения чисел. В состав библиотеки входят конвертеры, преобразующие числа в формат float и обратно. Разработчик получает возможность производить сложные вычисления с большой точностью.

Отладочные средства

Компания Texas Instrument сопровождает все микроконтроллеры семейства MSP430 отладочными устройствами. Эти устройства значительно ускоряют процесс адаптации разработчика к новому для него семейству микроконтроллеров. В таблице 2 показана сводная таблица отладочных устройств, выпускаемых компанией Texas Instruments.

Таблица 2

Как видно из таблицы, каждой серии микроконтроллеров семейства MSP430 соответствует свой отладочный набор. Микроконтроллеры серии MSP430Pxxx имеют однократно программируемую программную память. Для отработки программного обеспечения необходимо иметь отладочный кристалл серии PMS430Exxx, в котором программная память типа EPROM, т.е. многократно программируемая. В микроконтроллерах серии MSP430Fxxx программная память типа FLASH, поэтому отладочный кристалл для этой серии не нужен. В состав каждого отладочного набора входят: полноценная документация, программное обеспечение, программатор, макетная печатная плата, один или два микроконтроллера ( в зависимости от серии микроконтроллера).

Семейство MSP430: опыт применения