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嵌入式系统/德州仪器 MSP430 微控制器

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MSP430 是德州仪器生产的一系列 16 位 RISC 微控制器。MSP430 微控制器是在 1993 年德州仪器开发的。最初,德州仪器只在欧洲提供 MSP430。自 1997 年起,MSP430 微控制器系列在全球范围内提供。MSP430 最重要的特点是其低功耗。然而,其外设模块的灵活性和易用性使其也成为通用微控制器的选择。

MSP430 微控制器基于冯·诺依曼架构。MSP430 冯·诺依曼架构具有一个地址空间,该空间与特殊功能寄存器 (SFR)、外设控制寄存器、RAM 和 Flash/ROM 内存共享。目前,MSP430 微控制器系列中存在两个兼容的 CPU。MSP430 CPU 使用 16 位 CPU 寄存器和 16 位程序计数器。这基本上意味着使用这种 CPU 可以寻址 64kBytes 的地址范围。由于冯·诺依曼架构,地址范围涵盖外设控制寄存器(地址 0x0000 到 0x01FF)、RAM(从地址 0x0200 开始)以及例如 Flash 内存(例如,对于 MSP430F169,Flash 内存从地址 0x1000 开始)。因此,具有 MSP430 CPU 的 MSP430 衍生产品通常具有最大 60KByte 的 Flash 内存。另一个 CPU 是 MSP430 CPUx(或 MSP430X)。这是一个扩展的 CPU。CPU 寄存器是 20 位寄存器。程序计数器也是一个 20 位寄存器,它允许寻址超出之前看到的 64KByte 限制的内存。通常,所有具有超过 60kByte Flash 的 MSP430 都具有 CPUx。由于 CPUx 基于 MSP430 CPU,因此在 MSP430 CPU 设备上编写的软件也可以在 MSP430 CPUx 芯片上运行。

外设模块

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模拟外设模块

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ADC12 模块是一个 12 位 SAR A/D 转换器。它有一个输入多路复用器,可以用来选择不同的内部或外部模拟输入信号。内部模拟信号包括温度传感器信号、电源电压的一半(可用于电池检测)或外部正负参考电压。采样速率可以通过软件调整,最高可达 200ksps。采样时间可以通过集成采样定时器、通过软件使用控制位或通过 MSP430 上也提供的定时器模块的输出信号来定义。可以选择外部引脚或集成参考作为 A/D 转换器核心的参考电压。内部参考可以在 2.5V 或 1.5V 模式下切换。单独激活参考和 ADC 核心可以降低电流消耗。

ADC10 模块与 ADC12 类似。ADC10 模块是一个 SAR A/D 转换器。它有一个集成参考(可以选择 1.5V、2.5V 或外部参考)。一个采样定时器允许调整采样时间。除了模拟输入外,还可以选择 Vcc 半电压或温度传感器信号(集成温度传感器)作为模拟输入信号。Vcc 半电压可以用来测量通常直接应用于 MSP430 的 Vcc 引脚的电池电压。与 ADC12 相比,主要区别在于自动扫描功能的实现。ADC10 模块使用数据传输控制器 (DTC) 将转换结果移动到可定义的源地址——这意味着转换结果可以存储在 RAM、Flash 或外设控制寄存器中。ADC10 模块的采样速率也在最高可达 200ksps 的范围内。

DAC12 模块是一个 12 位单调电压输出 D/A 转换器。通常存在多个 DAC 通道(最多 2 个)。它可以配置为 8 位或 12 位输出分辨率。它设计用于优化功耗。因此,可以找到诸如可编程建立时间与功耗的折衷等功能。可以选择 ADC12 参考或外部参考电压作为 DAC12 的参考电压。提供了用于偏移校正的自校准选项和用于多个 DAC12 通道的同步更新功能。

模拟比较器

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比较器_A 或比较器_A+ 模块是模拟比较器。可以选择芯片内部阈值(0.25*Vcc、0.5*Vcc 或二极管电压作为参考或温度传感器)。将比较器输出内部连接到定时器模块的捕获输入允许进行充电/放电时间测量,这使得实现电阻测量变得简单(例如使用 NTC 测量温度)。特别是比例测量允许进行大约 11 位或更高的分辨率的转换。

数字外设模块

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开发工具

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一个简单便宜的入门套件 (eZ430-F2013)

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这是一款简单且便宜的工具,非常适合 MSP430 的入门使用。它支持 MSP430F20x1、MSP430F20x2 和 MSP430F20x3 设备。eZ430-F2013 工具看起来像一个 USB 记忆棒。USB 记忆棒包含两个部分。首先是 USB 模拟器,然后是一个可拆卸的目标板。eZ430-F2013 配有一个使用 MSP430F2013 的目标板。如果有人想使用 MSP430F2012 代替“F2013,也有一个套件可供使用,其中包含 3 个使用 MSP430F2012 的 eZ430 目标板(eZ430-T2012)。

一款便宜的无线入门套件(eZ430-RF2500)

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这款工具使用与 eZ430-F2013 相同的 USB 模拟器。但是,它使用不同的目标板,除了 MSP430F2274 和 CC2500 之外。该套件包含 2 块 RF 板、1 个电池盒、USB 模拟器和一张 CD 光盘。

LaunchPad(MSP-EXP430G2)

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这是一款非常低成本(4.30 美元)的实验板,专为初学者和爱好者设计。它是一个完整的组装产品(除了接头引脚外),包含两个 MSP430 控制器、一个外部晶振、一根 USB 线缆和可免费下载的开发环境。

进一步阅读

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