单片机资料.pptx

Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/1F40 xin designx31xLCD92x32xLCD84ADC14x33xLCD120Timer_AUSARTMPYROM/OTP2.5-5VLCDDriverFLLTimer/PortBasicTimer8-bitT/CFlash1.8-3.6VBasicClockTimer_AFlash1.8-3.6VLCDDriver.1996199920002002MSP430 发展历程发展历程2001x11x1Comp_AX12xUSARTin designF13xTimer_BADC12USARTComp_AF14xTimer_BADC122USARTMPYComp_ANewNewF41xin designF42xin designF44xin design性能性能Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/2MSP430 有工业级有工业级 16 bit RISC MCU.-40 -85 CMSP430 编程方便，开发工具廉价编程方便，开发工具廉价ADD MEM1,MEM2 ;MEM2=MEM1+MEME2The MSP430 runs with a watch crystal at up to 4MHz internal clock!MSP430：全新的微控制器全新的微控制器MSP430 的能效极高的能效极高.I/O 和和 CPU 运行是能用不同的时钟运行是能用不同的时钟CPU 功耗的开关通过状态寄存器的功耗的开关通过状态寄存器的控制位实现控制位实现MSP430 的功耗极低的功耗极低.执行时为执行时为 160uA 1.8V (Flash)备用时为备用时为 0.1uA(Flash)MSP430 极大地延长了电电池寿命极大地延长了电电池寿命RUN THE MARATHON,NOT THE MILE.TIsFlashMSP430MCUreducespowerconsumptiondrastically,soyourbatteriesrunlonger.Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/3超低功耗超低功耗1.8V.3.6V供电电压范围200A1MHz,2.2V，活动模式0.7A备用模式0.1A保持RAM数据6s从备用模式唤醒强大的强大的 CPU 内核内核16-BitRISC结构125ns指令周期8MHz灵活多样的外围模块灵活多样的外围模块12-bitA/D(8+4通道,转换10s)16-bitTimer_Awith3C/C寄存器16-bitTimer_Bwith7C/C寄存器1-2个USART接口硬件乘法器模拟信号比较器基本时钟模块-由可编程内部电阻控制频率-由单一外部电阻控制频率-32kHz晶振产生低频-高频晶振产生高频-可选择外部时钟源RUN THE MARATHON,NOT THE MILE.TIsFlashMSP430MCUreducespowerconsumptiondrastically,soyourbatteriesrunlonger.NewMSP430F1xx：FLASH 系列特性系列特性Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/4注注:1-可由Comparator_A实现2-可由Timer/Port实现3-有256BFLASH和BootROM4-Input/Output+Output外围模块外围模块:TIMERS:WDT-Watchdog定时器8bitT-8位定时器/计数器BT1-BasicTimer1T_A-Timer_A(x)捕捉/比较寄存器T_B-Timer_B(x)捕捉/比较寄存器UART 软件实现，或通用同步/异步接口数MPY硬件乘法器I/O数字I/O，及OutputMSP430 系列系列Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/5FLASH 型型超低功耗Flash内核100,000次写/擦周期程序存储器分段：512B信息存储器分段：128B可以分段擦除或整体擦除编程和擦除电压由内部产生有代码读出保护MSP430 FLASH 系列系列Five new Flash configurations available now!New 型号型号 FLASHA/D Timers USART MPY I/OMSP430F11011 KBSlopeA3-14MSP430F11214 KBSlopeA3-14MSP430F1338 KB 12-bit A3+B3 1 -48MSF430F13516 KB 12-bit A3+B3 1 -48MSP430F14732 KB 12-bit A3+B72 v 48MSP430F14848 KB 12-bit A3+B7 2 v 48MSP430F14960 KB 12-bit A3+B7 2 v 48Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/6超低功耗的实现：超低功耗的实现：快速起动和省电模式快速起动和省电模式*16bitCPU*突发式模式切换*电流消耗小*唤醒快(6s)其他其他 MCU MSP430*4/8bitCPU*电流消耗大*唤醒慢IttI例：例：LPM3,备用模式备用模式(MSP430C31x)32768Hz振荡器活动。基于BasicTimer1的实时钟活动。LCD驱动有效。40050 5061.3 0.1050100150200250300350400450Active ModeVcc=3V1 sec cycle timeIcc/ALPM0LPM1LPM2LPM3LPM4IAvrgIAvrgUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/7*16bitCPU*突发式模式切换*电流消耗小*唤醒快(6s)其它其它 MCU MSP430*4/8bitCPU*电流消耗大*唤醒慢IttI例：例：LPM3,备用模式备用模式振荡器32768Hz活动,Timer_A有效,经LCD模块驱动LCD20032 32110.7 0.1050100150200250300350400450Active ModeVcc=2.2V1 sec cycle timeIcc/ALPM0LPM1LPM2LPM3LPM4IAvrgIAvrg1-2 mA200uA超低功耗的实现：超低功耗的实现：FLASH 型型Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/8FLL FLL 时钟系统（时钟系统（3 3x x）低功耗32.768kHz晶振ACLK辅助时钟PUCFLLfMCLK=(N+1)*fACLKMCLK主系统时钟(fSystem)32.768kHzcrystalXINXOUTMSP430MSP430 只用一个晶体，无其它外部元件只用一个晶体，无其它外部元件 处理机时钟频率稳定，抗干扰性能好处理机时钟频率稳定，抗干扰性能好 时钟可关闭，可时钟可关闭，可快速启动快速启动 电路功耗低电路功耗低Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/9FLASHFLASH 型的型的时钟系统（时钟系统（F11xF11x，F11x1F11x1）1 个晶振个晶振,1 个个DCO,适应不同频率需要适应不同频率需要Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/10FLASHFLASH 型的型的时钟系统（时钟系统（F13xF13x，F14xF14x）2 个晶振个晶振,1 个个DCO,适应不同频率需要适应不同频率需要Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/11速度比较速度比较:32 kHz 时的运算快于时的运算快于 20 MHz 典型的典型的 8bit 单片机单片机20MHz晶振内部4分频主时钟：5MHz=200ns5机器周期/指令1000ns指令周期，8位操作 MSP43032kHz晶振DCO作为主时钟发生器主时钟：4MHz=250ns1机器周期/指令250ns指令周期，16位操作MSP430 performs 16 bit instead of 8 bit 4 times faster than a MSP430 performs 16 bit instead of 8 bit 4 times faster than a typical 8 bit typical 8 bit C!C!Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/12MSP430 x33x框图框图Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/13MSP430 x32x框图框图C:PromP:OTPSRAMCPUincl.16reg.Busconv.ADCWDTI/O Port8b Timer/B.TimerMAB,16bitMDB,16bitMAB,4bitMDB,8bitOscillatorSystemClockACLKMCLKMCBTestJTAG12+2bit5ChannelsCurrentS.FLL15bitCounter8I/OsSerialProtocolSupport3Int.VectorsPORTMSTCKTDITDOfLCDTXDRXDXINXOutP0.0P0.7VCCVSSRST/NMISVCCRIA0.5Timer/PortTP.0TP.5CINR03LCD1,2,3,4Mux84SegmenteCom0.3Seg0.19Seg20/CMPI.TP.4XBufR23R33R13E:EProm8kB ROM256B RAM16kB EPROM512B RAM16kB ROM512B RAMCMPIUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/14MSP430 x31x框图框图P0.0P0.7VCCVSSRST/NMIMAB,16bitMDB,16bitCom0.3Seg0.18,22,23,26Seg27/CMPITMSTCKTDITDOXINXOutXBufOscillatorSystemClockACLKMCLKTestJTAGFLLincl.16reg.CPUTP.0.5CINR13R234kB ROMC:PromE:EProm256BSRAMWDTI/O PortLCD8b Timer/B.TimerMAB,4bitMDB,8bitMCB15bitCounter1,2,3,4MuxSerialProtocolSupportPORRAM92SegmentefLCDTXDRXD68kB ROMA/DConv.Timer,O/PTimer/PortApplications:Busconv.8I/Os,allwith3Int.Vectorsinterr.capabilityP:OTPCMPIUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/15MSP430 x11x框图框图PWM 和和 UART12 位斜坡位斜坡 ADC14 中断线中断线4K+256 flash多模式时钟多模式时钟Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/1664pinQFPMSP430F13x框图框图P3P4DVCC DVSSRST/NMIMAB,16bitMDB,16bitTEST/VPPTestJTAGincl.16reg.CPUFlash 8 KB16 KBRAM256 B512 BMAB,4bitMDB,8bitMCBPowerBusconv.onResetUSARTI/O Port 3/4 Timer_B33CCRegisterXIN1 XOut1OscillatorSystemClockACLKMCLKSMCLKI/O Port 1/2P1P2RoscACLKSMCLKWatchdog15/16bitTimer12 bit ADC8channels10usconv.ComparatorA16I/Oswithinterr.capabilityTimer_A33CCRegisterI/O Port 5 P5ShadowReg.AVCC AVSSXIN2XOut2BreakpointLogic16I/Oswithinterr.capability8I/Oswithinterr.capability8A0.7NewUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/1764pinQFPMSP430F14x框图框图P3P4DVCC DVSSRST/NMITEST/VPPTestJTAGincl.16reg.CPUFlash 32 KB48 KB60 KBRAM1 KB2 KB2 KBMAB,4bitMDB,8bitMCBPowerBusconv.onResetI/O Port 3/4 Timer_B77CCRegisterCOMM portXIN1 XOut1OscillatorSystemClockACLKMCLKSMCLKI/O Port 1/2P1P2RoscACLKSMCLKWatchdog15/16bitTimer12 bit ADC8channels10usconv.ComparatorATimer_A33CCRegisterI/O Port 5 P5ShadowReg.AVCC AVSSXIN2XOut2USARTsBreakpointLogicTwoHardwareMPYMAB,16bitMDB,16bit16I/Oswithinterr.capability16I/Oswithinterr.capability8I/Oswithinterr.capability8A0.7NewNewUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/18MSP430的空间的空间128-2K1K-60KUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/19Segment 0中断向量中断向量Segment 1Segment 2Segment 3Segment ASegment BFFFFhFE00hFC00hFA00hF800h1100h1080h1000h主存储器按主存储器按 512 byte 分段分段信息存储器按信息存储器按 128 byte 分段分段各分段可单独擦除或同时擦除各分段可单独擦除或同时擦除Up to 60KbyteMSP430的空间：的空间：FLASH 型的型的 FLASH 存储器存储器Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/20FLASH 存储器：存储器：写入和读出写入和读出Flash 存储器以正常的寻址方式读出存储器以正常的寻址方式读出Flash 存储器可以在程序控制下写入（存储器可以在程序控制下写入（Vcc 需高于需高于 2.7V）自举程序可在写保护后对自举程序可在写保护后对 Flash 存储器擦除、写入存储器擦除、写入（由（由用户定义口令作保护）用户定义口令作保护）FLASH BusyWrite flash memoryFLASH BusySet write modeUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/21中断：中断：向量表向量表（3x,11x,11x1）Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/22中断：中断：向量表向量表（13x,14x）Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/23寻址方式和指令寻址方式和指令MSP430的寄存器的寄存器MSP430的寻址方式的寻址方式 MSP430 指令：指令：27条条 （RISC指令）指令）采用模拟指令后为采用模拟指令后为 51条条Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/24片上外围模块：片上外围模块：I/O，LCD驱动驱动I/O 端口端口 P0、P1、P2：各位方向可选，可产生中断，触发沿可选各位方向可选，可产生中断，触发沿可选 P3、P4：各位方向可选，引脚复用各位方向可选，引脚复用 P5、P6：各位方向可选，引脚复用各位方向可选，引脚复用（33x：P0-P4 11x：P1,P20-25 13x、14x：P1-P6）LCD 驱动驱动 LCD 段：段：21x4 -30 x4 空闲空闲 LCD 引脚用作输出引脚用作输出 （3x系列、系列、4x系列）系列）Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/25片上外围模块：片上外围模块：硬件乘法器硬件乘法器 乘法乘法 无符号乘无符号乘 有符号乘有符号乘 无符号乘加无符号乘加（以第一操作数地址来区别）（以第一操作数地址来区别）精度精度 8位位 X 8位位 8位位 X 16位位 16位位 X 8位位 16位位 X 16位位 速度速度 写入操作数后，立即可读乘积写入操作数后，立即可读乘积 当用间接寻址访问时，需等待一条指令当用间接寻址访问时，需等待一条指令Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/26片上外围模块：片上外围模块：定时器，比较器定时器，比较器BASIC Timer12x8 位或位或 16 位计数器，做实时钟、位计数器，做实时钟、LCD 帧频时钟帧频时钟定时器定时器/端口端口2x8 位或位或 16 位计数器，与比较器及位计数器，与比较器及 TP 端配合实现斜坡端配合实现斜坡 A/D 定时器定时器/计数器计数器8 位计数器，可预置定时值，可实现软件位计数器，可预置定时值，可实现软件 UARTPWM定时器定时器8 位计数器，可产生低精度位计数器，可产生低精度 D/A看门狗定时器看门狗定时器看门狗功能，或看门狗功能，或 16 位定时器功能位定时器功能Timer_A16 位，带比较器位，带比较器/捕捉器，可实现捕捉器，可实现 UART、PWM、斜坡斜坡 A/DTimer_B16 位，带比较器位，带比较器/捕捉器，可实现捕捉器，可实现 UART、PWM、斜坡斜坡 A/D Compare_A模拟信号比较器，监视外部模拟电压模拟信号比较器，监视外部模拟电压Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/27片上外围模块片上外围模块：TIMER_A，TIMER_BTIMER_BUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/28片上外围模块片上外围模块：USART异步通信异步通信波特率产生时钟频率、波特率选择，波特率调整寄存器例：bit=13.67T，UMCTL=01101011，T：14,14,13,14,13,14,14,13帧格式ST(0)|DATA(7-8bit)|AD|PA|SP(1)|SP(1)多机模式线路空闲多处理机模式：地址帧10位以上“1”后首帧地址位帧多处理机模式：地址帧（AD=1）同步通信同步通信同步时钟由主机发送，不必利用波特率调整技术数据传输主机的发送和接收同时进行方式：主机发送数据，从机发送伪数据主机发送数据，从机发送数据主机发送伪数据，从机发送数据Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/29片上外围模块片上外围模块：A/D 12+2 bit（32x）输入通道输入通道 A0-A7参考电压参考电压 内置或外置转换方式转换方式 选择电压范围(2位)：电阻网络逐位比较(12位)：开关电容阵列转换精度转换精度 12+2位，12位（预先设定转换电压范围）转换时间转换时间 12+2位:132ADCLK，12位:96ADCLKADCLK=(1-1/4)MCLK时钟速率的影响高：转换未完成，低：电容阵列放电恒流模式恒流模式A0-A3可作为电流源以输出电流驱动传感元件（如热敏电阻等）Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/30片上外围模块片上外围模块：A/D 12 bit（13x，14x）自动扫描桶型缓存自动扫描桶型缓存采样采样/转换控制转换控制片内参考电压源片内参考电压源片内温度传感器片内温度传感器可编程参考源选择可编程参考源选择Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/31P1OUT.0P1.0C1R1Vin=1024利用比较器构成利用比较器构成 10 bit A/DMSP430CA1VinVcc xnCA0CAOUTUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/32VCC/4P1OUT.1P1OUT.2P1OUT.0P1DIR.0P1.1P1.2P1.0C1R1VrefVref/2chargeTvinchargeTvrefVin chargeTvbVin=TVcc-Tvb e 利用比较器构成斜坡利用比较器构成斜坡 12 bit A/DMSP430CA1P1OUT.3P1.3VinVrefRRln(0.5)x Tvin-TvrefVrefVbVthCA0CAOUTUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/33F11x 应用实例应用实例Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/34TIMER_B+ADC应用应用:3 相相 H-桥电路驱动桥电路驱动U0T1T2T3T4T6T5ACRCcellFeedbackgainShuntresistorOver currentprotectionActive TimeMSP430F14XTB5TB4TB3TB2TB1TB0A06-Channel PWM+Dead BandA1A2Drive VoltageTemperatureUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/35开发工具介绍开发工具介绍SimulatorAssemblerLinkerArchiverObjectCodeConverterAbsoluteListerLCDEditorFFloatingPointPackageFStarterKitMSP-STK430X320FEvaluationKitMSP-EVK430X320FEvaluationKitMSP-EVK430X330FFlashICEMSP-FET430X110FFlashICEMSP-FET430P140FDr.Krohn&StillerEmulatorFMX430,MX430P,MX430L,andAX430Emulator(hitex)FOCEANMSP430 xxJTAGEmulator(Goepelelectronic)FIARSystemsC-CompilerTI 软件包软件包仿真器仿真器评估板评估板TI 软件库软件库C-编译器编译器编程器编程器FTIProgrammingAdapterFSMSGangProgrammerFBPMicrosystemsUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/36MSP-FET430X110（适用于（适用于 F11x/F11x1 型）型）价格低廉价格低廉 仿真功能基于片内集成的仿真逻辑来实现仿真功能基于片内集成的仿真逻辑来实现 可仿真可仿真 F1101,F1121硬件硬件包括：PC并行电缆,JTAG电缆,插座,仿真座软件软件CD-ROM：IAR开发环境软件包包括：Simulator,Debugger,Assembler/Linker,限制版C-Compiler(1KBCode),功能功能程序下载、更新、运行及代码调试由PC环境下的JTAG控制实现Flash存储器编程由片内仿真逻辑实现全速调试（2个断点）FLASH 型低价格仿真工具型低价格仿真工具：FETUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/37MSP-FET430P140（适用于（适用于 F13x/F14x 型）型）价格低廉价格低廉 仿真功能基于片内集成的仿真逻辑来实现仿真功能基于片内集成的仿真逻辑来实现 可仿真可仿真 F133,F135,F147,F148,F149硬件硬件包括：PC并行电缆,JTAG电缆,插座,F149样机软件软件CD-ROM：IAR开发环境软件包包括：Simulator,Debugger,Assembler/Linker,限制版C-Compiler(1KBCode),功能功能程序下载、更新、运行及代码调试由PC环境下的JTAG控制实现Flash存储器编程由片内仿真逻辑实现全速调试（3个断点）FLASH 型低价格仿真工具型低价格仿真工具：FETNewUltra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/38r电源的高效率电源的高效率电池缩减/电池寿命延长电源电路简化/可远程供电r硬件简化硬件简化外部元件极少集成实时钟集成LCD驱动电路集成ADCr加速产品开发加速产品开发用Flash或OTP型可快速制作样机用Flash型可作现场更新容易学习和设计程序代码效率高 r廉价的微控制器廉价的微控制器 MSP430 和开发工具和开发工具FETMSP430 系统：系统：性能性能/价格比价格比Ultra-low power design withUltra-low power design withMSP430August00/39MSP430 网上资源网上资源从从 Internet 可以得到可以得到-MSP430器件资料-MSP430开发工具软件-可以下载的各类文件-免费的仿真软件-免费的软件包 http:/ http:/ E-mail:（wzptt)