MSP430 單片機(jī)的特點(diǎn) 作者： 時(shí)間：2016-11-28 來源：網(wǎng)絡(luò) 加入技術(shù)交流群 掃碼加入和技術(shù)大咖面對面交流海量資料庫查詢 收藏 <a target='_blank'><img src='https://ad.eepw.com.cn/www/delivery/avw.php?zoneid=88&cb=INSERT_RANDOM_NUMBER_HERE&n=a635e61e' border='0' alt='' /></a> <a target='_blank'><img src='https://ad.eepw.com.cn/www/delivery/avw.php?zoneid=87&cb=INSERT_RANDOM_NUMBER_HERE&n=a576c0a2' border='0' alt='' /></a> 處理能力強(qiáng) MSP430系列單片機(jī)是一個(gè)16位的單片機(jī)，采用了精簡指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（7 種源操作數(shù)尋址、4 種目的操作數(shù)尋址）、簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令。這些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源程序。運(yùn)算速度快 MSP430 系列單片機(jī)能在25MHz晶體的驅(qū)動下，實(shí)現(xiàn)40ns的指令周期。16位的數(shù)據(jù)寬度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能實(shí)現(xiàn)乘加運(yùn)算）相配合，能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號處理的某些算法（如FFT等）。超低功耗 MSP430 單片機(jī)之所以有超低的功耗，是因?yàn)槠湓诮档托酒?strong>電源電壓和靈活而可控的運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。 首先，MSP430 系列單片機(jī)的電源電壓采用的是1.8-3.6V 電壓。因而可使其在1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流最低會在165μA左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μA。 其次，獨(dú)特的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在 MSP430 系列中有兩個(gè)不同的時(shí)鐘系統(tǒng)：基本時(shí)鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)（FLL 和FLL+）時(shí)鐘系統(tǒng)和DCO數(shù)字振蕩器時(shí)鐘系統(tǒng)?？梢灾皇褂靡粋€(gè)晶體振蕩器（32768Hz），也可以使用兩個(gè)晶體振蕩器。由系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時(shí)鐘。并且這些時(shí)鐘可以在指令的控制下，打開和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對總體功耗的控制。 由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)開啟的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同。在系統(tǒng)中共有一種活動模式（AM）和五種低功耗模式（LPM0~LPM4）。在實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式下，可達(dá)2.5μA ，在RAM 保持模式下，最低可達(dá)0.1μA 。片內(nèi)資源豐富 MSP430 系列單片機(jī)的各系列都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。它們分別是看門狗（WDT）、模擬比較器A、定時(shí)器A0（Timer_A0）、定時(shí)器A1（Timer_A1）、定時(shí)器B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、10位/12位ADC、16位Σ-Δ ADC、DMA、I/O端口、基本定時(shí)器（Basic Timer）、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和USB控制器等若干外圍模塊的不同組合。其中，看門狗可以使程序失控時(shí)迅速復(fù)位；模擬比較器進(jìn)行模擬電壓的比較，配合定時(shí)器，可設(shè)計(jì)出 A/D 轉(zhuǎn)換器；16 位定時(shí)器（Timer_A 和 Timer_B）具有捕獲/比較功能，大量的捕獲/比較寄存器，可用于事件計(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生、PWM等；有的器件更具有可實(shí)現(xiàn)異步、同步及多址訪問串行通信接口可方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信等應(yīng)用；具有較多的 I/O 端口，P0、P1、P2 端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入；10/12位硬件 A/D 轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá)200kbps ，能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用；能直接驅(qū)動液晶多達(dá) 160 段；實(shí)現(xiàn)兩路的 12 位D/A轉(zhuǎn)換；硬件I2C串行總線接口實(shí)現(xiàn)存儲器串行擴(kuò)展；以及為了增加數(shù)據(jù)傳輸速度，而采用的DMA模塊。MSP430 系列單片機(jī)的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。 另外，MSP430 系列單片機(jī)的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時(shí)靈活方便。當(dāng)系統(tǒng)處于省電的低功耗狀態(tài)時(shí)，中斷喚醒只需5μs。方便高效的開發(fā)環(huán)境 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三種類型的器件，這些器件的開發(fā)手段不同。對于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器開發(fā)成功之后燒寫或掩膜芯片；對于 FLASH 型則有十分方便的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，因?yàn)槠骷瑑?nèi)有 JTAG 調(diào)試接口，還有可電擦寫的 FLASH 存儲器，因此采用先下載程序到 FLASH 內(nèi)，再在器件內(nèi)通過軟件控制程序的運(yùn)行，由 JTAG 接口讀取片內(nèi)信息供設(shè)計(jì)者調(diào)試使用的方法進(jìn)行開發(fā)。這種方式只需要一臺 PC 機(jī)和一個(gè) JTAG 調(diào)試器，而不需要仿真器和編程器。開發(fā)語言有匯編語言和 C 語言。[1]MSP430單片機(jī)家族MSP430x1xx 系列 基于閃存或 ROM 的超低功耗 MCU，提供 8MIPS，工作電壓為 1.8V - 3.6V，具有高達(dá) 60KB 的閃存和各種高性能模擬及智能數(shù)字外設(shè)。 超低功耗低至： 0.1μA RAM 保持模式 0.7μA 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式 200μA/MIPS 工作模式 在 6μs 之內(nèi)快速從待機(jī)模式喚醒 器件參數(shù)： 閃存選項(xiàng)：1KB – 60KB ROM 選項(xiàng)：1KB – 16KB RAM 選項(xiàng)：512B – 10KB GPIO 選項(xiàng)：14、22、48 引腳 ADC 選項(xiàng)：10 和 12 位斜率 SAR 其它集成外設(shè)：模擬比較器、DMA、硬件乘法器、SVS、12 位 DACMSP430F2xx 系列 基于閃存的超低功耗 MCU，在 1.8V - 3.6V 的工作電壓范圍內(nèi)性能高達(dá) 16MIPS。包含極低功耗振蕩器 (VLO)、內(nèi)部上拉/下拉電阻和低引腳數(shù)選擇。 超低功耗低至： 0.1μA RAM 保持模式 0.3μA 待機(jī)模式 (VLO) 0.7μA 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式 220μA/MIPS 工作模式 在 1μs 之內(nèi)超快速地從待機(jī)模式喚醒 器件參數(shù)： 閃存選項(xiàng)：1KB – 120KB RAM 選項(xiàng)：128B – 8KB GPIO 選項(xiàng)：10、16、24、32、48、64 引腳 ADC 選項(xiàng)：10 和 12 位斜率 SAR、16 位 Σ-Δ ADC 其它集成外設(shè)：模擬比較器、硬件乘法器、DMA、SVS、12 位 DAC、運(yùn)算放大器MSP430C3xx 系列 舊款的 ROM 或 OTP 器件系列，工作電壓為 2.5V - 5.5V，高達(dá) 32KB ROM、4MIPS 和 FLL。 超低功耗低至： 0.1μA RAM 保持模式 0.9μA 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式 160μA/MIPS 工作模式 在 6μs 之內(nèi)快速從待機(jī)模式喚醒 器件參數(shù)： ROM 選項(xiàng)：2KB – 32KB RAM 選項(xiàng)：512B – 1KB GPIO 選項(xiàng)：14、40 引腳 ADC 選項(xiàng)：14 位斜率 SAR 其它集成外設(shè)：LCD 控制器、硬件乘法器MSP430x4xx 系列 基于 LCD 閃存或 ROM 的器件系列，提供 8-16MIPS，包含集成 LCD 控制器，工作電壓為 1.8V-3.6V，具有 FLL 和 SVS。低功耗測量和醫(yī)療應(yīng)用的理想選擇。 超低功耗低至： 0.1μA RAM 保持模式 0.7μA 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式 200μA/MIPS 工作模式 在 6μs 之內(nèi)快速從待機(jī)模式喚醒 器件參數(shù)： 閃存/ROM 選項(xiàng)：4kB – 120KB RAM 選項(xiàng)：256B – 8KB GPIO 選項(xiàng)：14、32、48、56、68、72、80 引腳 ADC 選項(xiàng)：10 和 12 位斜率 SAR、16 位 Σ-Δ ADC 其它集成外設(shè)：LCD 控制器、模擬比較器、12 位 DAC、DMA、硬件乘法器、運(yùn)算放大器、USCI 模塊MSP430F5xx 系列 新款基于閃存的產(chǎn)品系列，具有最低工作功耗，在 1.8V-3.6V 的工作電壓范圍內(nèi)性能高達(dá) 25MIPS。包含一個(gè)用于優(yōu)化功耗的創(chuàng)新電源管理模塊。 超低功耗低至： 0.1μA RAM 保持模式 2.5μA 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式 165μA/MIPS 工作模式 在 5μs 之內(nèi)快速從待機(jī)模式喚醒 器件參數(shù)： 閃存選項(xiàng)：高達(dá) 256KB RAM 選項(xiàng)：高達(dá) 16KB ADC 選項(xiàng)：10 和 12 位 SAR 其它集成外設(shè)：USB、模擬比較器、DMA、硬件乘法器、RTC、USCI、12 位 DAC[2]MSP430與89C51的比較 首先，89C51單片機(jī)是8位單片機(jī)。其指令是采用的是復(fù)雜指令集（CISC），共具有 111 條指令，12個(gè)時(shí)鐘周期 = 1個(gè)指令周期。而 MSP430 單片機(jī)是16位單片機(jī)，采用了精簡指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，只有簡潔的 27 條指令，1個(gè)時(shí)鐘周期 = 1個(gè)指令周期，大量的指令則是模擬指令，眾多的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運(yùn)算。這些內(nèi)核指令均為單周期指令，功能強(qiáng)，運(yùn)行的速度快。 其次，89C51單片機(jī)本身的電源電壓是5V，有兩種低功耗方式：待機(jī)方式和掉電方式。正常情況下消耗的電流為24mA ，在待機(jī)狀態(tài)下，其耗電電流仍為 3mA ；即使在掉電方式下，電源電壓可以下降到2V ，但是為了保存內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)，還需要提供約 50μA 的電流。而 MSP430 系列單片機(jī)在低功耗方面的優(yōu)越之處，則是89C51系列不可比擬的。正因?yàn)槿绱?，MSP430 更適合應(yīng)用于使用電池供電的儀器、儀表類產(chǎn)品中。 再者，89C51系列單片機(jī)由于其內(nèi)部數(shù)據(jù)總線是8 位的，其內(nèi)部功能模塊基本上都是8 位的雖然經(jīng)過各種努力其內(nèi)部功能模塊有了顯著增加，但是受其結(jié)構(gòu)本身的限制很大，尤其模擬功能部件的增加更顯困難。 MSP430 系列其基本架構(gòu)是16位的，同時(shí)在其內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線經(jīng)過轉(zhuǎn)換還存在 8 位的總線，在加上本身就是混合型的結(jié)構(gòu)，因而對它這樣的開放型的架構(gòu)來說，無論擴(kuò)展 8 位的功能模塊，還是16位的功能模塊，即使擴(kuò)展模/數(shù)轉(zhuǎn)換或數(shù)/模轉(zhuǎn)換這類的功能模塊也是很方便的。 最后，在開發(fā)工具上面，對于89C51來說，不能在線編程。對于 MSP430 系列而言，由于引進(jìn)了Flash 型程序存儲器和 JTAG 技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)在線編程和仿真，而且使開發(fā)工具變得簡便，價(jià)格也相對低廉。
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