msp430系列单片机

msp430系列单片机是美国德州仪器(ti)1996年开始推向市场的一种16位功耗的混合信号处理器(mixed signal processor)。称之为混合信号处理器，主要是由于其针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，以“单片”解决方案。

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 条内核指令以及的模拟指令；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 。 　　功耗 msp430 单片机之所以有的功耗，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 和 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，从而实现对总体功耗的控制。 　　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。然后软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 、1（ usart0 、1 ）、硬件乘法器、液晶驱动器、 10 位 /12 位 adc 、16位sigma-delta ad、直接寻址模块（ 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 和 timer_b ）具有捕获 / 比较功能，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 条 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 位 d/a 转换；硬件iic串行总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，再在器件内通过软件控制程序的运行，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。 　　u       同其它微控制器相比 msp430系列可以大大延长电池的使用寿命 　　u       6us的启动时间可以使启动更加迅速 　　u       esd保护，抗干扰力强 　　u       低电压供电 　　u       多达64kb寻址空间，包含 rom、ram 闪存 ram和外围模块。将来计划扩大至 1mb 　　u       通过堆栈处理，中断和子程序调用层次无限制 　　u       仅3种子令格式 全部为正交结构 　　u       尽可能做到 1字/指令 　　u       源操作数有 7种寻址模式 目的操作数有 4种寻址模式 　　u       外部中断引脚：i/o口具有中断能力 　　u       中断优先级：对同时发生的中断按优先级别处理 　　u       嵌套中断结构：可以在中断服务过程中再次响应其它中断 　　u       外围模块地址为存储器分配：全部寄存器不占用 ram空间，均在模块内 　　u       定时器中断可用于事件计数、时序发生、pwm等 　　u       看门狗功能 　　u       a/d转换器（10位或更高精度） 　　u       正交指令简化了程序的开发：所有指令可以用任意寻址模式 　　u       已开发了c-编译器 　　u       模块设计思想：所有模块采用存储器分配 　　u       msp430 全部为工业级 16 位 risc mcu -40 85ºc