MSP430

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崩庞
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1 微控设计网微控技术论坛主题 : 基于模拟前端信号处理与控制技术的专业论坛, 网站. 基于模拟前端信号处理与控制技术的专业论坛网站.

2 MSP430F20xx 小巧快速灵活 Vincent Chan 德州仪器亚洲 MSP430 市场经理 2005 Texas Instruments Inc, Slide 1

3 MSP430F1xx 与 MSP430F2xx 的对比 CPU 时钟 1xx 2xx 唤醒时间 6us 1us 待机电流 BOR 部分 ALL 闪存 ISP 电压 2.7V 2.2V P1/2 振荡器 8MHz <2uA 16MHz <1uA 上拉 / 下拉 +20% +2.5% OscFault HF HF/LF 看门狗 SW SW 无效地址时钟故障 BSL 2^256 可防止黑客速度提高 2 倍功耗节省一半进一步改进 2005 Texas Instruments Inc, Slide 2

4 新型 MSP430F20xx 14 引脚微小型封装 4x4 毫米 QFN 封装 TSSOP PDIP 可在 < 1us 的时间内 0 快速转为 16 MIPS 灵活 <<1uA RTC 与 200uA/MIPS 1.8 至 3.6V 工作电压零功耗 BOR 自动防护 OSC/WDT % 可编程的 DCO 2.2V 闪存 ISP 上拉 / 下拉端口电阻 128B RAM 与 1/2kB ISP 闪存 Spy Bi-Wire 仿真通用串行接口 (USI) 比较器 /10 位 /16 位 ADC 2005 Texas Instruments Inc, Slide 3

5 F20xx 产品系列器件闪存 RAM 定时器模拟 USI 千片时单价 F2001 1KB 128B WDT+/A2 Comp_A 0.55 美元 F2011 2KB 128B WDT+/A2 Comp_A 0.70 F2002 1KB 128B WDT+/A2 ADC F2012 2KB 128B WDT+/A2 ADC F2003 1KB 128B WDT+/A2 SD16_A 1.49 F2013 2KB 128B WDT+/A2 SD16_A 1.65 业界功耗最低的 MCU 小巧快速灵活全新架构 2005 Texas Instruments Inc, Slide 4

6 F20xx 产品系列的兼容性 MSP430F20x Texas Instruments Inc, Slide 5

7 F20xx 轻松实现系统内仿真 MSP430F20xx SBWTCK 10 SBWTDIO 9 8 JTAG Connector TCK TDO/TDI 通用的双线 Spy Bi-Wire 仿真全速单步硬件断点时钟控制与您已安装的 MSP430 IDE 相兼容 2005 Texas Instruments Inc, Slide 6

8 所有 F2xx 均采用零功耗 BOR Brown-out MSP430 BOR 始终处于开启状态且功耗为零 2005 Texas Instruments Inc, Slide 7

9 F2xx:ISP 闪存快速编程时间每字节 < 20us 类似 EEPROM 一样存取数据信息存储区分 4 段每段 64B 可锁定的信息存储区 Hackproof BSL Protection from BSL accidental prog/erase F20xx 没有 BSL // // Flash Flash In In System Programming FCTL3 FCTL3 = FWKEY; // // Unlock FCTL1 FCTL1 = FWKEY FWKEY WRT; WRT; // // Enable *(unsigned int int *)0xFC00 = 0x1234; Segment 0 Segment 1 Segment x Segment A B C D Interrupt Vectors FLASH (x) 512B Segments (4) 64B Boot Loader RAM 16-bit Peripherals 8-bit Peripherals 2005 Texas Instruments Inc, Slide 8

10 实现超低功耗尽量最长时间的运行在超低功耗 LPM3 激活, 随需应变最短的工作时间 2005 Texas Instruments Inc, Slide 9

11 F20xx 基础时钟 + LFXT1 XTAL 振荡器 <1uA LPM3 待机模式 XTAL 可编程的负载电容 OSCfault LF/(XT) 新型 VLO 无 XT 模式增强型的 DCO < 1us 从 0 至 16MHz + 2.5% DCO 可编程的工作频率设定 2005 Texas Instruments Inc, Slide 10

12 演示 :LPM3 32kHz XTAL void void main(void) { WDTCTL = WDT_ADLY_1000; IE1 IE1 = = WDTIE; // // Configure P1/P2 P1/P2 for for (;;){ (;;){ _BIS_SR(LPM3_bits + GIE); GIE); // // Enter Enter LPM3 LPM3 P1OUT P1OUT ^= ^= 0x01; 0x01; } } #pragma vector=wdt_vector interrupt void void watchdog_timer(void){ _BIC_SR_IRQ(LPM3_bits); // // Clear Clear LPM3 LPM3 bits bits 0(SR) 0(SR) } 测量到的电流消耗是多少? 2005 Texas Instruments Inc, Slide 11

13 演示 : 使用 VLO 的 LPM3 void void main(void) { WDTCTL = WDT_ADLY_1000; IE1 IE1 = = WDTIE; // // Configure P1/P2 P1/P2 for for (;;){ (;;){ _BIS_SR(LPM3_bits + GIE); GIE); // // Enter Enter LPM3 LPM3 P1OUT P1OUT ^= ^= 0x01; 0x01; } } #pragma vector=wdt_vector interrupt void void watchdog_timer(void){ _BIC_SR_IRQ(LPM3_bits); // // Clear Clear LPM3 LPM3 bits bits 0(SR) 0(SR) } 测量到的电流消耗是多少? 2005 Texas Instruments Inc, Slide 12

14 F2xx 扩展运行范围 2005 Texas Instruments Inc, Slide 13

15 F2xx 按需运行 16MIPS 中断振荡器 2005 Texas Instruments Inc, Slide 14

16 F2xx 无需 XTAL DCO Texas Instruments Inc, Slide 15

17 F2xx 装载 DCO 校验数据 BCSCTL1 = CALBC1_16MHZ; // // DCO DCO = 16MHz 16MHz DCOCTL = CALDCO_16MHZ; 2005 Texas Instruments Inc, Slide 16

18 F2xx 更加可靠的看门狗 + 看门狗或间隔定时器可选时间间隔密码保护空白器件 > LPM4 无效地址复位自动防护 / 受保护的时钟 2005 Texas Instruments Inc, Slide 17

19 演示 : 看门狗 + 保护时钟 void void main(void) { P1DIR P1DIR = = 0x01; 0x01; P1OUT P1OUT ^= ^= 0x01; 0x01; _BIS_SR(LPM4_bits + GIE); GIE); // // Disable all all clocks } 当 S/W 禁用所有时钟时, 工作状态的 WDT 会出现什么情况? MSP430x1xx MSP430x2xx 2005 Texas Instruments Inc, Slide 18

20 F2xx 要斤斤计较上拉 / 下拉引脚电阻 XTAL 电容 DCO 与 VLO 振荡器 2005 Texas Instruments Inc, Slide 19

21 F2xx 选择端口上拉 / 下拉 PxREN 启用上拉 / 下拉电阻, 相应 PxOUT 位随之选择 ; 位 = 0: 下拉引脚位 = 1: 上拉引脚 P1DIR P1DIR &= &= ~0x10; // // P1.4 P1.4 input input P1OUT P1OUT = = 0x10; 0x10; // // P1.4 P1.4 set set P1REN P1REN = = 0x10; 0x10; // // P1.4 P1.4 pull-up 2005 Texas Instruments Inc, Slide 20

22 F20xx Timer_A2 异步定时器 / 计数器连续计数模式增 / 减计数模式增计数模式异步输入锁存器便于快速解码的中断矢量寄存器仅 2 CCRx 2005 Texas Instruments Inc, Slide 21

23 Timer_Ax UART 功能 100% 硬件位锁存与输出 LPM3 与 LPM4 可实现全速应用手册 SLAA Texas Instruments Inc, Slide 22

24 F20x1 比较器 A+ 斜率 ADC 电池检测参考发生器中断信号源 Timer_A 捕获扩展的输入多路复用器多路复用器间的短接可作输入信号的采样保持 2005 Texas Instruments Inc, Slide 23

25 F20x1 微小型的低功耗器件 RTC 功能电流不足 1uA DSP 上电时序控制 Vcc 监控用户接口微小型的 4x4 毫米封装 2005 Texas Instruments Inc, Slide 24

26 F20x1 家用恒温器总系统功耗不足 1uA 10 位斜率 ADC + 1C/F 无需 XTAL 超低成本 2005 Texas Instruments Inc, Slide 25

27 F20x2/3 通用串行接口减少 CPU 负载 SPI 模式 8/16 位移位寄存器 MSB/LSB 优先 I 2 C 模式支持 START/STOP 检测 START 之后 SCL 保持计数器溢出后 SCL 保持判失检测完全静态设计中断驱动 2005 Texas Instruments Inc, Slide 26

28 USI 减少 CPU 负载 //Shift16_inout_Software SR = DATA; for (CNT=0x10;CNT>0;CNT--) { P2OUT &= ~SDO; if (SR & 0x8000) P2OUT = SDO; SR = SR << 1; if (P2IN & SDIN) SR = 0x01; P2OUT = SCLK; P2OUT &= ~SCLK; } 425 个周期 // Shift16_inout_USI USISR = DATA; USICNT = 0x10; 10 个周期 2005 Texas Instruments Inc, Slide 27

29 F20xx USI 支持实用的 I2C I2C 从模式由时钟边缘到数据仅为 4us 纯软件解决方案可实现更短的响应时间 USI 硬件支持实用的兼容型 I2C 2005 Texas Instruments Inc, Slide 28

30 F20x2 ADC10 10 位 ADC 200ksps+ 自动扫描单次转换序列转换重复单次转换重复序列转换内部 / 外部参考源 TA SOC 触发器直接传输控制器 (DTC) 2005 Texas Instruments Inc, Slide 29

$AUTO ADC DTC 数据 2 数据 1 数据 0 数据 2 // // Software Res[pRes++] = ADC10MEM; ADC10CTL0 &= &= ~ENC; ~ENC; if if (pres (pres < NR_CONV) { CurrINCH++; if if (CurrINCH == == 3) 3) CurrINCH = 0; 0;$

31 自动扫描 + DTC 的重要性在哪里? AUTO ADC DTC 数据 2 数据 1 数据 0 数据 2 // // Software Res[pRes++] = ADC10MEM; ADC10CTL0 &= &= ~ENC; ~ENC; if if (pres (pres < NR_CONV) { CurrINCH++; if if (CurrINCH == == 3) 3) CurrINCH = 0; 0; ADC10CTL1 &= &= ~INCH_3; ADC10CTL1 = = CurrINCH; ADC10CTL0 = = ENC+ADC10SC; } // // Autoscan + DTC DTC _BIS_SR(CPUOFF); 70 个周期 / 采样全自动 2005 Texas Instruments Inc, Slide 30

32 F20x2 玻璃破碎探测器极低功耗实时信号分析完全可编程的满足不同需求 2005 Texas Instruments Inc, Slide 31

33 F20x3 SD16_A 16 位 Σ ADC ksps 差分输入 85db SINAD 32x PGA 18ppm 1.2V 参考源温度传感器 2005 Texas Instruments Inc, Slide 32

34 演示 :F20x3 PIR 运动检测器总系统功耗不足 7uA ~5uA PIR ~1uA 测量电流 ~0.5uA MSP430 LPM3 完全可编程单芯片解决放案直接与 SD16 连接 VLO 无需 XTAL 成本更低 2005 Texas Instruments Inc, Slide 33

35 计划推出的 MSP430F2xx 系列器件引脚最大闪存最大 RAM 定时器 MSP430F20x1 14 2KB 128B A Comp_A+ MSP430F20x2 14 2KB 128B A ADC10 USI MSP430F20x3 14 2KB 128B A SD16_A USI MSP430F21x1 20 8KB 256B A Comp_A+ MSP430F22x KB 1kB A B ADC10 USCI (2)OPA MSP430F23x 64 32KB 1KB A B ADC12 USCI MSP430F24x 64 60KB 2KB A B ADC12 MPY USCI USART MSP430F26xx KB 8KB A B C 特性 ADC12 DAC12 DMA MPY USCI USART 2005 Texas Instruments Inc, Slide 34

36 2xx 系列的下一个产品 TESTSBWTCK 1 VCC 2 P2.5/Rosc 3 VSS 4 XOUT/P2.7 5 XIN/P2.6 6 SBWTDIO/RST /NMI 7 P2.0/TBCLK /ACLK/A0 8 P2.1/TBOUTH/SMCLK /A1/OA0O 9 P2.2/TA0/A2 10 P3.0/TB0/A12/OA0O 11 P3.1/TB1/A5/OA0I1 12 P3.2/TB2/A4/OA0I0 13 P3.3/A3/OA1O 14 P4.0/UC0STE 15 P4.1/UC0CLK 16 P4.2/UC0RXD/UC0SOMI 17 P4.3/UC 0TXD/UC0SIMO 18 P4.4/TB0 19 MSP430F22x4 38 P1.7/TA2/TDO/TDI 37 P1.6/TA1/TDI 36 P1.5/TA0/TMS 35 P1.4/SMCLK/TCK 34 P1.3/TA2 33 P1.2/TA1 32 P1.1/TA0 31 P1.0/TACLK/ADC10CLK 30 P2.4/TA2/A15/VREF+/VeREF + 29 P2.3/TA1/A14/VREF-/VeREF - 28 P3.7/UC1SCL/UC1SIMO 27 P3.6/UC1SDA/UC1SOMI/A13/OA1O 26 P3.5/UC1STE/A7/OA1I1 25 P3.4/A6/OA1I0 24 AVCC 23 AVSS 22 P4.7/UC1CLK 21 P4.6/TB2 20 P4.5/TB Texas Instruments Inc, Slide 35

37 F20xx: 以一变应千变微小型 : 尺寸仅 4x4 毫米全功能 16MHz MSP430 内核可使用现有的 MSP430 库与 8 引脚的同类竞争器件相比, 价格相同或更低且具有 14 引脚及更多功能真正的完全仿真功能比较器 10 位 200ksps 或 16 位 Σ ADC 稳健的 BOR 自动防护功能时钟与增强型看门狗定时器均为零功耗仅 500nA 的待机模式电流! 2005 Texas Instruments Inc, Slide 36

untitled

untitled MSP430F22X4 :1.8V-3.6V -:1MHz 2.2V 250 ua -:0.7 ua -(RAM ):0.1uA 1us 16, 65ns -16MHz ±1% - - 32kHz - 16M - - - 3 / 16 Timer_A 3 / 16 Timer_B 10 A/D 200ksps (USCI) - UART LIN -IrDA - SPI -I2C Bootstrap