Ищете микроконтроллер с ультранизким энергопотреблением для оптимизации ваших портативных измерительных приложений? Не ищите дальше, чем семейство MSP430 от Texas Instruments! Благодаря множеству устройств с различными наборами периферийных устройств, предназначенных для конкретных приложений, семейство MSP430 является мощным и эффективным решением для ваших нужд.
Что такое микроконтроллер MSP430?
Одночиповый микрокомпьютер серии MSP430 представляет собой процессор смешанного сигнала с сокращенным набором команд (RISC). Оснащенный мощным 16-разрядным процессором RISC, 16-разрядными регистрами и генераторами констант, он разработан для максимальной эффективности кода. Кроме того, благодаря пяти режимам низкого энергопотребления и цифровому генератору (DCO) можно продлить срок службы батареи и сократить время перехода из режимов низкого энергопотребления в активный режим до менее чем 6 мкс.
Особенности микроконтроллера MSP430
Микроконтроллер серии MSP430 обладает следующими характеристиками, которые делают его мощным и универсальным устройством, которое может использоваться для различных применений:
Высокая производительность:
MSP430 — это 16-разрядный микроконтроллер, использующий архитектуру RISC (Reduced Instruction Set Computing) с 27 основными командами и большим количеством аналоговых команд. Он имеет семь режимов адресации исходного операнда и четыре режима адресации целевого операнда. Кроме того, он имеет множество регистров и встроенную память данных, которые могут участвовать в нескольких операциях, обеспечивая эффективное программирование.
Высокая скорость обработки:
MSP430 может достигать времени цикла инструкции 40 нс при работе с кварцевым генератором 25 МГц. 16-разрядная ширина данных, цикл инструкции 40 нс и аппаратный умножитель (который может выполнять операции умножения и сложения) позволяют ему реализовывать некоторые алгоритмы цифровой обработки сигналов, такие как БПФ.
Сверхнизкое энергопотребление:
MSP430 имеет чрезвычайно низкое энергопотребление благодаря своим уникальным особенностям, которые помогают снизить напряжение микросхемы и контролировать тактовую частоту. Диапазон напряжения питания для MSP430 составляет 1,8–3,6 В. Таким образом, при тактовой частоте 1 МГц потребление тока микросхемой составляет всего 165 мкА, а минимальное энергопотребление в режиме сохранения ОЗУ составляет всего 0,1 мкА.
Богатые ресурсы на кристалле:
Микроконтроллер MSP430 имеет множество встроенных периферийных устройств, таких как таймеры, UART, SPI, I2C, ADC, DMA, порты ввода-вывода и USB-контроллер. Эти периферийные устройства можно комбинировать для удовлетворения различных требований приложений. Например, сторожевой таймер обеспечивает быструю перезагрузку в случае сбоя программы. 16-разрядные таймеры имеют функцию захвата/сравнения и большое количество регистров захвата/сравнения, которые могут использоваться для подсчета событий, генерации тактовых импульсов и ШИМ. 10/12-разрядный аппаратный АЦП имеет высокую скорость преобразования, до 200 кбит/с, что делает его подходящим для большинства приложений сбора данных. Он может напрямую управлять до 160 сегментами ЖК-дисплея и выполнять два 12-разрядных цифро-аналоговых преобразования.
Модели семейства MSP430
Серия MSP430x15x/16x/161x
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
Серия MSP430x15x/16x/161x идет еще дальше, предлагая два встроенных 16-разрядных таймера, быстрый 12-разрядный АЦП, двойной 12-разрядный ЦАП, один или два универсальных последовательных синхронных/асинхронных интерфейса связи (USART), I2C, DMA и 48 выводов ввода/вывода. А для приложений с интенсивным использованием памяти и большими требованиями к C-стеку серия MSP430x161x предлагает расширенную адресацию ОЗУ.
Серия 430F2xx
- Специальный проект 430 на 2012 год
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
Серия 430F2xx представляет собой микроконтроллеры на основе флэш-памяти с ультранизким энергопотреблением, которые работают в диапазоне напряжений от 1,8 В до 3,6 В и обеспечивают производительность до 16 MIPS. Они включают в себя генератор с ультранизким энергопотреблением (VLO), внутренние подтягивающие/понижающие резисторы и опцию с низким количеством выводов.
Сверхнизкое энергопотребление составляет:
- 0,1 мкА ОЗУ (режим ожидания)
- 0,3 мкА (режим гибернации) (VLO)
- 0,7 мкА (режим реального времени)
- 220 мкА/MIPS (активный режим)
- Быстрое пробуждение из режима гибернации менее чем за 1 мкс.
Характеристики устройства:
- Варианты флэш-памяти: 1 КБ – 120 КБ
- Варианты ОЗУ: 128 байт – 8 КБ
- Варианты GPIO: 10, 16, 24, 32, 48, 64 контакта
- Варианты АЦП: 10- и 12-разрядный SAR с наклоном, 16-разрядный Σ-Δ АЦП
- Другие встроенные периферийные устройства: аналоговый компаратор, аппаратный умножитель, DMA, SVS, 12-разрядный ЦАП, операционный усилитель.
Серия MSP430C3xx
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер, 32-контактный, 32 КБ флэш-памяти, 16 КБ ОЗУ, задержка 100 нс, MSP430C336
- Микроконтроллер, 32-контактный, 3,3 В, 16-разрядный, 40 МГц, MSP430C337
- Микроконтроллер, 4-канальный, 12-разрядный, 12-канальный АЦП, 4-канальный ЦАП, 4-канальный ШИМ, 4-канальный UART, 4-канальный I2C, 4-канальный SPI, 4-канальный GPIO, 4-канальный таймер, 4-
- Микроконтроллер, 4-канальный, 13-разрядный, 1,25 В до 3,6 В, 100 мкА до 100 мА, опорное напряжение 1,25 В, вход 1,25 В до 3,6 В, 100 мкА до 10
- Микроконтроллер, 4-канальный, 14-разрядный, 40-контактный, с 40 кБ ОЗУ, 40 кБ ПЗУ и 10 кБ флэш-памяти
- Микроконтроллер, 4-канальный, 15-разрядный, 4-канальный 15-разрядный АЦП, 4-канальный 15-разрядный ЦАП, 4-канальный 15-разрядный ШИМ, 4-канальный 15-разрядный ДМА, 4-канальный 15-разрядный таймер,
- Микроконтроллер, 4-канальный, 10-разрядный АЦП, 4-проводной интерфейс, 4-канальный, 10-разрядный ЦАП, 4-проводной интерфейс, 4-канальный, 10-разрядный ЦАП, 4-проводной интерфейс, 4-канальный, 10-разрядный ЦАП,
- Микроконтроллер, 4-канальный, 12-разрядный, АЦП 100 кГц, ШИМ 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 100 кГц, ЦАП 1
- Микроконтроллер, MSP430C423, 4-канальный, 12-разрядный, 100 кГц АЦП, 16-разрядный, 100 МГц, 16 банков, 16 банков, 16 банков, 16 банков, 1
- Микроконтроллер, 4-канальный, 10-разрядный, АЦП 100 кГц, MSP430C424
- Микроконтроллер, MSP430C425, 48-контактный, 16-разрядный, 128 КБ, 128 КБ ОЗУ, 128 КБ ФЛШ-памяти, 128 КБ ПЗУ, 128 КБ СРАМ, 128 КБ СРАМ, 128
- Микроконтроллер, 4-канальный, 10-разрядный АЦП, 100-контактный, 0,35 мкм, MSP430C427
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер, MSP430, C436
- Микроконтроллер, 4-канальный, 10-разрядный, АЦП 100 кГц, MSP430C437
Серия 430C3xx — это старая серия устройств ROM или OTP, которые работают в диапазоне напряжений от 2,5 В до 5,5 В и предлагают до 32 КБ ROM, 4 MIPS и FLL.
Сверхнизкое энергопотребление составляет:
- 0,1 мкА RAM (режим ожидания)
- 0,9 мкА (режим реального времени)
- 160 мкА/MIPS (активный режим)
- Быстрое пробуждение из режима гибернации менее чем за 6 мкс.
Характеристики устройства:
- Варианты ПЗУ: 2 КБ – 32 КБ
- Варианты RAM: 512B – 1 КБ
- Варианты GPIO: 14, 40 контактов
- Варианты АЦП: 14-разрядный SAR с наклоном
- Другие встроенные периферийные устройства: контроллер ЖК-дисплея, аппаратный умножитель.
Серия MSP430F5xx
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер
- Микроконтроллер, MSP430F5304, 8-разрядный, 48 МГц, 128 КБ ОЗУ, 128 КБ флэш-памяти, Ethernet 10/100 Мбит/с, USB 2.0, Ethernet 10/100 Мбит/с, 10/100 Мбит
Серия 430F5xx — это новая серия продуктов на основе флэш-памяти с минимальным энергопотреблением и производительностью до 25 MIPS в диапазоне рабочего напряжения 1,8–3,6 В. Она включает инновационный модуль управления питанием, оптимизированный для энергопотребления.
Сверхнизкое энергопотребление составляет:
- 0,1 мкА RAM (режим ожидания)
- 2,5 мкА (режим реального времени)
- 165 мкА/MIPS (активный режим)
- Быстрое пробуждение из режима гибернации менее чем за 5 мкс.
Характеристики устройства:
- Варианты флэш-памяти: до 256 КБ
- Варианты ОЗУ: до 16 КБ
- Варианты АЦП: 10- и 12-разрядный SAR
- Другие встроенные периферийные устройства: USB, аналоговый компаратор, DMA, аппаратный умножитель, RTC, USCI, 12-разрядный ЦАП.
Как программировать MSP430?
В этом проекте мы будем использовать плату MSP430F5529. Вот все шаги:
- Выберите плату разработчика или программатор, совместимый с микроконтроллером MSP430. Популярные варианты включают MSP430 LaunchPad и MSP430 Programmer.
- Установите необходимые программные инструменты для программирования MSP430, такие как Code Composer Studio или Energia.
- Подключите плату разработчика или программатор к компьютеру через USB.
- Напишите код в текстовом редакторе или интегрированной среде разработки (IDE) и сохраните его как файл .c или .cpp.
- Откройте код в Code Composer Studio или Energia и настройте параметры проекта по мере необходимости.
- Скомпилируйте проект, чтобы проверить его на наличие ошибок и сгенерировать двоичный файл.
- Запрограммируйте микроконтроллер MSP430 с помощью программатора или платы разработчика и сгенерированного двоичного файла.
- Протестируйте код на MSP430 и внесите необходимые корректировки или изменения.
Требования к инструментам
- Code Composer Studio (CCS)
- Эмулятор MSP430: MSP-FET, MSP430-JTAG-TINY-V2, MSP-GANG, MSP430-BSL.
- Плата разработчика MSP430: MSP430 Launchpad, MSP-EXP430G2ET или любые другие.
- Программатор MSP430: MSP430 Launchpad, MSP-FET, Black Magic Probe и т. д.
Примечание: Если у вас нет доступа к реальной плате разработчика MSP430, вы можете использовать эмулятор MSP430 для моделирования поведения микроконтроллера на вашем компьютере. Это может быть полезным инструментом для отладки и тестирования вашего кода перед его программированием на реальном устройстве.
Шаг 1: Настройка оборудования
Подключите плату разработчика MSP430 Launchpad к компьютеру с помощью USB-кабеля. Плата должна загореться, а светодиоды на плате должны мигать. Это означает, что плата включена и работает правильно.
Шаг 2: Установка Code Composer Studio (CCS)
Загрузите и установите Code Composer Studio (CCS) с официального веб-сайта. CCS — это интегрированная среда разработки (IDE), которая позволяет писать, компилировать и отлаживать код для микроконтроллеров MSP430.
Шаг 3: Создание нового проекта
Откройте Code Composer Studio и создайте новый проект. Выберите MSP430F5529 в качестве целевого устройства и подходящий шаблон проекта. Дайте проекту имя и сохраните его в нужном месте.
Шаг 4: Написание кода
В редакторе CCS напишите следующий код для мигания светодиода на плате разработчика MSP430 Launchpad:
Вот код мигающего светодиода:
#include <msp430.h>
void delay(void)
{
volatile unsigned int i;
for (i = 0; i < 50000; i++);
}
int main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT
P1DIR |= BIT0; // P1.0 output
while(1)
{
P1OUT ^= BIT0; // Toggle P1.0 using XOR operator
delay(); // Delay
}
}
Шаг 5: Создание и компиляция кода
Нажмите кнопку «Build» (Сборка) в CCS, чтобы скомпилировать код. В результате будет создан исполняемый файл, который можно запрограммировать на микроконтроллере MSP430.
Шаг 6: Программирование платы разработчика MSP430 Launchpad
Подключите программатор MSP430 к компьютеру и к плате разработчика MSP430 Launchpad. В CCS нажмите «Run > Load» (Запустить > Загрузить), чтобы запрограммировать код на микроконтроллер. Светодиод на плате должен мигать в соответствии с написанным вами кодом.
Шаг 7: Отладка и устранение неполадок
Если вы столкнулись с ошибками или проблемами в коде, воспользуйтесь инструментами отладки в CCS, чтобы найти и устранить проблему. Вы также можете обратиться к документации и онлайн-ресурсам для получения дополнительной помощи и поддержки.
Примеры кода MSP430
Пример кода ADC10
Этот код демонстрирует, как использовать модуль ADC10 (аналого-цифровой преобразователь) на MSP430 для измерения напряжения внешнего датчика. Код инициализирует модуль ADC10, настраивает выводы GPIO и считывает значение ADC.
#include <msp430.h>
void init_ADC10(void)
{
ADC10CTL0 = ADC10ON | ADC10SHT_2 | SREF_0 | ADC10IE;
ADC10CTL1 = INCH_0 | SHS_0 | ADC10DIV_0 | ADC10SSEL_0 | CONSEQ_0;
ADC10AE0 |= BIT0;
}
unsigned int read_ADC10(void)
{
unsigned int result = 0;
ADC10CTL0 |= ENC | ADC10SC;
while(ADC10CTL1 & ADC10BUSY);
result = ADC10MEM;
ADC10CTL0 &= ~ENC;
return result;
}
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
init_ADC10();
while(1)
{
unsigned int adc_value = read_ADC10();
// Do something with adc_value
}
}
Пример кода PWM
Этот код демонстрирует, как использовать модуль Timer_A на MSP430 для генерации сигнала PWM (широтно-импульсная модуляция). Код инициализирует модуль Timer_A, настраивает выводы GPIO и конфигурирует рабочий цикл сигнала PWM.
#include <msp430.h>
void init_Timer_A(void)
{
TA0CTL = TASSEL_2 | MC_1 | ID_0;
TA0CCR0 = 1000;
TA0CCR1 = 500;
TA0CCTL1 = OUTMOD_7;
}
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
P1DIR |= BIT0;
P1SEL |= BIT0;
init_Timer_A();
while(1);
}
Пример кода UART
Этот код демонстрирует, как использовать модуль UART (универсальный асинхронный приемник/передатчик) на MSP430 для связи с компьютером или другим устройством через последовательный интерфейс. Код инициализирует модуль UART, настраивает выводы GPIO и отправляет и принимает данные через интерфейс UART.
#include <msp430.h>
void init_UART(void)
{
P1SEL |= BIT1 | BIT2;
P1SEL2 |= BIT1 | BIT2;
UCA0CTL1 |= UCSSEL_2;
UCA0BR0 = 104;
UCA0BR1 = 0;
UCA0MCTL = UCBRS0;
UCA0CTL1 &= ~UCSWRST;
}
void send_UART(char data)
{
while(!(IFG2 & UCA0TXIFG));
UCA0TXBUF = data;
}
char receive_UART(void)
{
while(!(IFG2 & UCA0RXIFG));
return UCA0RXBUF;
}
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
init_UART();
while(1)
{
char received_data = receive_UART();
// Do something with received_data
send_UART('X');
}
}
MSP430 против MSP432
MSP430 и MSP432 — это два семейства микроконтроллеров от Texas Instruments. MSP430 — это семейство 16-разрядных микроконтроллеров, а MSP432 — семейство 32-разрядных микроконтроллеров. Ниже приведено сравнение некоторых их ключевых характеристик:
| Feature | MSP430 | MSP432 |
|---|---|---|
| Architecture | 16-bit RISC | 32-bit ARM Cortex-M4F |
| Clock Speed | Up to 25 MHz | Up to 48 MHz |
| Operating Voltage | 1.8 V to 3.6 V | 1.62 V to 3.7 V |
| Flash Memory | Up to 256 KB | Up to 512 KB |
| RAM | Up to 16 KB | Up to 64 KB |
| ADC | 10-bit, up to 16 channels | 14-bit, up to 24 channels |
| DAC | No | 2 x 12-bit |
| Timers | Up to 6 | Up to 8 |
| Communication Interfaces | UART, SPI, I2C | UART, SPI, I2C, USB, Ethernet, CAN |
| Package Types | DIP, QFP, BGA | DIP, QFP, BGA |
Таким образом, MSP432 предлагает более высокую производительность и больше функций, чем MSP430, но и стоит дороже. MSP430 может быть лучшим выбором для простых приложений с низким энергопотреблением, а MSP432 — для сложных приложений с высокой производительностью.
