MSP430系列单片机简介-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

1、MSP430 单片机的发展

MSP430 系列是一个 16 位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机，在 1996 年问世，由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段，已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。回忆 MSP430 系列单片机的发展过程，可以看出有这样三个阶段：

开始阶段从 1996 年推出 MSP430 系列开始到 2000 年初，这个阶段首先推出有 33X 、 32X 、 31X 等几个系列，而后于 2000 年初又推出了 11X 、 11X1 系列。

MSP430 的 33X 、 32X 、 31X 等系列具有 LCD 驱动模块，对提高系统的集成度较有利。每一系列有 ROM 型（ C ）、 OTP 型（ P ）、和 EPROM 型（ E ）等芯片。 EPROM 型的价格昂贵，运行环境温度范围窄，主要用于样机开发。这也表明了这几个系列的开发模式，即：用户可以用 EPROM 型开发样机；用 OTP 型进行小批量生产；而 ROM 型适应大批量生产的产品。

2000 年推出了 11X/11X1 系列。这个系列采用 20 脚封装，内存容量、片上功能和 I/O 引脚数比较少，但是价格比较低廉。

这个时期的 MSP430 已经显露出了它的特低功耗等的一系列技术特点，但也有不尽如人意之处。它的许多重要特性，如：片内串行通信接口、硬件乘法器、足够的 I/O 引脚等，只有 33X 系列才具备。 33X 系列价格较高，比较适合于较为复杂的应用系统。当用户设计需要更多考虑成本时， 33X 并不一定是最适合的。而片内高精度 A/D 转换器又只有 32X 系列才有。

寻找突破，引入 Flash 技术随着 Flash 技术的迅速发展， TI 公司也将这一技术引入 MSP430 系列中。在 2000 年 7 月推出 F13X/F14X 系列，在 2001 年 7 月到 2002 年又相继推出 F41X 、 F43X 、 F44X 这些全部是 Flash 型单片机。

F41X 单片机是目前应用比较广的单片机，它有 48 个 I/O 口， 96 段 LCD 驱动。 F43X 、 F44X 系列是在 13X 、 14X 的基础上，增加了液晶驱动器，将驱动 LCD 的段数由 3XX 系列的最多 120 段增加到 160 段。并且相应地调整了显示存储器在存储区内的地址，为以后的发展拓展了空间。

MSP430 系列由于具有 Flash 存储器，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优点。这是 TI 公司推出具有 Flash 型存储器及 JTAG 边界扫描技术的廉价开发工具 MSP-FET430X110 ，将国际上先进的 JTAG 技术和 Flash 在线编程技术引入 MSP430 。

这种以 Flash 技术与 FET 开发工具组合的开发方式，具有方便、廉价、实用等优点，给用户提供了一个较为理想的样机开发方式。

另外， 2001 年 TI 公司又公布了 BOOTSTRAP 技术，利用它可在烧断熔丝以后只要几根线就可更改并运行内部的程序。这为系统软件的升级提供了又一方便的手段。 BOOTSTRAP 具有很高的保密性，口令可达到 32 个字节的长度。

蓬勃发展阶段在前一阶段，引进新技术和内部进行调整之后，为 MSP430 的功能扩展打下了良好的基础。于是 TI 公司在 2002 年底和 2003 年期间又陆续推出了 F15X 和 F16X 系列的产品。

在这一新的系列中，有了两个方面的发展。一是从存储器方面来说，将 RAM 容量大大增加，如 F1611 的 RAM 容量增加到了 10KB 。这样一来，希望将实时操作系统（ RTOS ）引入 MSP430 的，就不会因 RAM 不够而发愁了。二是从外围模块来说，增加了 I 2 C 、 DMA 、 DAC12 和 SVS 等模块。

在 2003 年中， TI 公司还推出了专门用于电量计量的 MSP430FE42X 和用于水表、气表、热表上的具有无磁传感模块的 MSP430FW42X 单片机。我们相信由于 MSP430 的开放性的基本架构和新技术的应用，新的 MSP430 的产品品种必将会不断出现。

2、 MSP430 单片机的特点

MSP430 系列单片机的迅速发展和应用范围的不断扩大，主要取决于以下的特点。

强大的处理能力 MSP430 系列单片机是一个 16 位的单片机，采用了精简指令集（ RISC ）结构，具有丰富的寻址方式（ 7 种源操作数寻址、 4 种目的操作数寻址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令；有较高的处理速度，在 8MHz 晶体驱动下指令周期为 125 ns 。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。

在运算速度方面， MSP430 系列单片机能在 8MHz 晶体的驱动下，实现 125ns 的指令周期。 16 位的数据宽度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如 FFT 等）。

MSP430 系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的备用状态时，用中断请求将它唤醒只用 6us 。[page]

超低功耗 MSP430 单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。

首先， MSP430 系列单片机的电源电压采用的是 1.8~3.6V 电压。因而可使其在 1MHz 的时钟条件下运行时，芯片的电流会在 200~400uA 左右，时钟关断模式的最低功耗只有 0.1uA 。

其次，独特的时钟系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的系统时钟系统：基本时钟系统和锁频环（ FLL 和 FLL+ ）时钟系统或 DCO 数字振荡器时钟系统。有的使用一个晶体振荡器（ 32768Hz ） , 有的使用两个晶体振荡器）。由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。

由于系统运行时打开的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式（ AM ）和五种低功耗模式（ LPM0~LPM4 ）。在等待方式下，耗电为 0.7uA ，在节电方式下，最低可达 0.1uA 。

系统工作稳定上电复位后，首先由 DCOCLK 启动 CPU ，以保证程序从正确的位置开始执行，保证晶体振荡器有足够的起振及稳定时间。然后软件可设置适当的寄存器的控制位来确定最后的系统时钟频率。如果晶体振荡器在用做 CPU 时钟 MCLK 时发生故障， DCO 会自动启动，以保证系统正常工作；如果程序跑飞，可用看门狗将其复位。

丰富的片上外围模块 MSP430 系列单片机的各成员都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗（ WDT ）、模拟比较器 A 、定时器 A （ Timer_A ）、定时器 B （ Timer_B ）、串口 0 、 1 （ USART0 、 1 ）、硬件乘法器、液晶驱动器、 10 位 /12 位 ADC 、 I 2 C 总线直接数据存取（ DMA ）、端口 O （ P0 ）、端口 1~6 （ P1~P6 ）、基本定时器（ Basic Timer ）等的一些外围模块的不同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出 A/D 转换器； 16 位定时器（ Timer_A 和 Timer_B ）具有捕获 / 比较功能，大量的捕获 / 比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、 PWM 等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的 I/O 端口，最多达 6*8 条 I/O 口线； P0 、 P1 、 P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入； 12/14 位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达 200kbps ，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达 160 段；实现两路的 12 位 D/A 转换；硬件 I 2 C 串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用直接数据传输（ DMA ）模块。 MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。

方便高效的开发环境目前 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件，这些器件的开发手段不同。对于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后在烧写或掩膜芯片；对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有 JTAG 调试接口，还有可电擦写的 FLASH 存储器，因此采用先下载程序到 FLASH 内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器，而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和 C 语言。

MSP430 单片机目前主要以 FLASH 型为主。

适应工业级运行环境 MSP430 系列器件均为工业级的，运行环境温度为 -40~+ 85 摄氏度，所设计的产品适合用于工业环境下。

⒊ MAP430 系列与 89C 51 系列的比较

我国的多数读者对 89C 51 系列的单片机是很熟悉的，为了加深对 MSP430 系列单片机的认识，我们不妨将两者进行一下比较。

首先， 89C 51 单片机是 8 位单片机。其指令是采用的被称为“ CISC ”的复杂指令集，共具有 111 条指令。而 MSP430 单片机是 16 位的单片机，采用了精简指令集（ RISC ）结构，只有简洁的 27 条指令，大量的指令则是模拟指令，众多的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。这些内核指令均为单周期指令，功能强，运行的速度快。

其次， 89C 51 单片机本身的电源电压是 5 伏，有两种低功耗方式：待机方式和掉电方式。正常情况下消耗的电流为 24mA ，在掉电状态下，其耗电电流仍为 3mA ；即使在掉电方式下，电源电压可以下降到 2V ，但是为了保存内部 RAM 中的数据，还需要提供约 50uA 的电流。而 MSP430 系列单片机在低功耗方面的优越之处，则是 89C 51 系列不可比拟的。正因为如此， MSP430 更适合应用于使用电池供电的仪器、仪表类产品中。

再者， 89C 51 系列单片机由于其内部总线是 8 位的，其内部功能模块基本上都是 8 位的虽然经过各种努力其内部功能模块有了显著增加，但是受其结构本身的限制很大，尤其模拟功能部件的增加更显困难。 MSP430 系列其基本架构是 16 位的，同时在其内部的数据总线经过转换还存在 8 位的总线，在加上本身就是混合型的结构，因而对它这样的开放型的架构来说，无论扩展 8 位的功能模块，还是 16 位的功能模块，即使扩展模 / 数转换或数 / 模转换这类的功能模块也是很方便的。这也就是为什么 MSP430 系列产品和其中功能部件迅速增加的原因。

最后，就是在开发工具上面。对于 89C 51 来说，由于它是最早进入中国的单片机，人们对它在熟悉不过了，再加上我国各方人士的努力，创造了不少适合我们使用的开发工具。但是如何实现在线编程还是一个很大的问题。对于 MSP430 系列而言，由于引进了 Flash 型程序存储器和 JTAG 技术，不仅使开发工具变得简便，而且价格也相对低廉，并且还可以实现在线编程。

关键字：MSP430系列单片机简介引用地址：MSP430系列单片机简介

上一篇：1bit单片机是指什么?
下一篇：嵌入式单总线控制器设计

推荐阅读最新更新时间：2024-03-16 13:58

基于MSP430FR铁电系列的智能电表外置微型断路器方案

　　随着智能电网建设的推进，智能电能表费控系统作为量大面广的基础，受到国家电网公司和南方电网公司的重视。为进一步提高电能表费控系统的可靠性，加强电能表外置断路器的质量控制，确保电力系统智能管理、智能服务的安全稳定运行，国家电网公司和南方电网公司分别在2015制定了《电能表外置断路器技术规范》，中国质量认证中心（CQC）在2016年5月份研发并推出了电能表外置断路器的认证业务。　　电能表外置微型断路器（以下简称：微型断路器）是配合智能电能表实现智能费控功能的关键器件，额定电流相对较大（》60A）的智能电能表一般采用微型断路器的方式来实现各种费控功能。　　图1是微型断路器示意图。微型断路器是配合智能电表使用，可以实现欠费自

[单片机]

基于<font color='red'>MSP430</font>FR铁电<font color='red'>系列</font>的智能电表外置微型断路器方案

提高 MSP430G 系列单片机的 Flash 擦写寿命的方法

摘要在嵌入式设计中，许多应用设计都需要使用EEPROM 存储非易失性数据，由于成本原因，某些单片机在芯片内部并没有集成EEPROM。MSP430G 系列处理器是TI 推出的低成本16 位处理器，在MSP430G 系列单片机中并不具备EEPROM。为了存储非易失性数据，MSP430G 系列处理器在芯片内部划分出了256 字节的Flash 空间作为信息Flash，可用于存储非易失性数据，但是由于Flash 与EEPROM 在擦写寿命上存在一定差距，所以在实际应用中，这种应用方式并不能够满足所有客户的需求。本应用笔记介绍了使用代码区域Flash 来模拟EEPROM，通过一定的软件处理算法，可以大大增加数据存储周期的一种方法。本文给

[单片机]

MSP430功能模块详解系列之——系统时钟

一、时钟源种类 LFXT1CLK低频时钟源——MSP430每一种器件都有 XT2CLK高频时钟源——存在于X13X、X14X、X15X、X16X、X43X、X44X等 DCOCLK数字控制RC振荡器二、时钟源说明 ACLK辅助时钟：ACLK是LFXT1CLK（低频时钟源）信号经过1、2、4、8分频得到的。ACLK可由软件选为各个外围模块的时钟信号，一般用于低速外设。 MCLK系统主时钟：MCLK可由软件选择来自LFXT1CLK（低频时钟源）、XT2CLK（高频时钟源）、DCOCLK（数字控制RC振荡器）三者之一，然后经过1、2、4、8分频得到。MCLK主要用于CPU和系统。 SMCLK子系统时钟：可由软件选择来自LFXT1CLK

[单片机]

sst单片机编程器的制作方法简介

一片新的sst单片机通常是可利用SSTFlashFlex51.exe 用串口来烧写的，但是我们如果拿到的芯片不是新的而是经过编程器擦除了isp，并写入了新的代码的芯片就不好办了，这里我给大家介绍一种方法制作一个简单的编程器就可以了，用它可以编程空的sst89c58芯片.电路图和监控程序的hex文件：http://www.51hei.com/ziliao/file/sstee.zip SST89C54，58烧写器，可以烧写block0和block1的全部eprom空间。制作方法：将HEX文件按19200bps波特率原原本本地发往本烧写器的串口，发完就烧完了。建议使用windows的终端仿真程序来操作烧写，操作过程中有在线帮

[单片机]

MSP430G2553与MSP430F5336系列单片机总结[0]——概述

最近用了MSP430系列的两款单片机，一块是MSP430G2553，市面上有卖，管脚和功能比较少，但是网上的例程和资料很多，比较适合MSP430系列的单片机上手；另一块F5336系列有引脚和功能都较多，是我们自己买芯片做的，外部时钟XT1接了32768HZ的晶振，XT2接了20Mhz的晶振，因为项目需要先后接触了这两块板子，对于MSP430系列的编程也有了一定的了解，所以简单总结一下。先简单说一下我对MSP430系列单片机的理解，不同的单片机各有其特色，51适用范围比较广泛，Arduino容易上手编程简单，而MSP430最大的特点就是低功耗，适用于一些有特定要求的工业领域，它的内部有不同的时钟源选择，与其对应也有不同的低功耗

[单片机]

8位微控制器W78E54简介

1. 概述 W78E54B是宽频率范围、低功耗的8位微控制器。它的指令集同标准8051指令集完全兼容。W78E54B包含16K字节的Flash EPROM；256字节的RAM；4个8位双向、可位寻址的I/O口；一个附加的4位I/O口P4；3个16位定时/计数器；一个硬件看门狗定时器及一个串行口。这些外围设备都由有7个中断源和2级中断能力的中断系统支持。为了方便用户进行编程和验证，W78E54B内含的Flash EPROM允许电编程和电读写。一旦代码确定后，用户就可以对代码进行保护。 W78E54B有2种节电模式，空闲模式和掉电模式，2种模式均可由软件来控制选择。空闲模式下，处理器时钟被关闭，但外设仍继续工作。在掉电模式下晶体振荡

[单片机]

MSP430系列与89C51系列的比较

1、89C51单片机是8位单片机。其指令是采用的被称为“CISC”的复杂指令集，共具有111条指令。而MSP430单片机是16位的单片机，采用了精简指令集(RISC)结构，只有简洁的27条指令，大量的指令则是模拟指令，众多的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。这些内核指令均为单周期指令，功能强，运行的速度快。 2、89C51系列单片机由于其内部总线是8位的，其内部功能模块基本上都是8位的虽然经过各种努力其内部功能模块有了显著增加，但是受其结构本身的限制很大，尤其模拟功能部件的增加更显困难。MSP430系列其基本架构是16位的，同时在其内部的数据总线经过转换还存在8位的总线，在加上本身就是混合型的结构，因而对它这样的开放型的

[单片机]

MSP430FR6989系列教程之PWM波

一、PWM波单片机的IO口输出的是数字信号，IO口只能输出高电平和低电平。要输出不同的模拟电压，就要用到PWM，通过改变IO口输出的方波的占空比从而获得使用数字信号模拟成的模拟电压信号，在一定的频率下，通过不同的占空比即可得到不同的输出模拟电压，PWM就是通过这种原理实现D/A转换的。可以看到当采用不同的输出模式时，会得到不同的脉冲波形，我们通过更改预分频值和自动重装载值就可以得到不同周期的脉冲信号，通过改变输出比较的阈值就可以实现对占空比的调节。所以，很显然，在我们明白了这一点后，我们就可以在此基础上完成用PWM波实现led呼吸灯的现象。二、代码编写思路整理初始化系统时钟初始化IO口配置定时器

[单片机]