MSP430FR59x：超低功耗嵌入FRAM MCU开发方案

TI公司的MSP430FR59x系列是超低功耗(ULP)嵌入FRAM的MCU，16位RISC架构高达16MHz时钟，工作电压1.8V~3.6V，多达64kB非易失存储器工作模式功耗约为100 µA/MHz，待机模式功耗为0.4µA，关断时功耗为0.02µA。器件主要用在仪表、能量收获传感器节点、可穿戴电子、传感器管理和数据记录应用中。

MSP430超低功耗(ULP)的FRAM平台，结合了独特的嵌入式FRAM，和整体的超低功耗系统架构，使得创新者可以在降低能耗的同时提高性能。 FRAM技术结合了速度、灵活性、耐久性、SRAM的稳定性和闪存可靠性，并且，大大降低了功耗。

MSP430的超低功耗FRAM产品，包括了FRAM的各种应用设备，配备了超低功耗16位MSP430单片机CPU，和智能外设多样化的应用。其超低功耗架构展示了7种低功耗模式，并进行优化，以延长电池使用寿命，应对能源挑战。

图1 MSP430FR59x系列功能框图

MSP430FR59x主要特性

•嵌入式微控制器

-16位RISC架构高达16MHz的时钟

•宽电源电压范围(1.8V~3.6V)

•优化的超低功耗模式

-主动模式：约100μA/MHz

-待机(LPM3，以及VLO)：0.4μA(典型值)

-实时时钟(LPM3.5)：0.25μA(典型值)

-关机(LPM4.5)：0.02μA(典型值)

•超低功耗铁电存储器(FRAM)

-最高64kB非易失性存储器

•超低功耗写入

-快速写入，每字125ns(64kB in 4ms)

-统一内存=程序+数据+存储在一个单一的空间

- 1015写周期耐力

图2 评估模块MSP-EXP430FR5969功能分布图

•耐辐射和非磁性

•智能数字外设

- 32位硬件乘法器(MPY)

-三通道内部DMA

•实时时钟(RTC)，日历和闹钟功能

- 5个16位定时器，多达七个捕捉/比较寄存器(每个)

- 16位循环冗余检查(CRC)

•高性能模拟

- 16通道模拟比较器

- 12位模数转换器(ADC)，带有内部参考和多达16个采样保持器

•外部输入通道

-多功能输入/输出端口

-所有的引脚支持电容式触摸功能，无需外部元件

-可接入位，字节和字为单位(成对)

•边缘可选唤醒(所有端口的LPM)

图3 评估模块MSP-EXP430FR5969电路图(1)

-所有端口可编程的上拉和下拉

•代码安全和加密

- 128位或256位AES安全加密和解密协处理器

-随机数种子，用于随机数生成算法

•增强的串行通信

- eUSCI_A0和eUSCI_A1支持

- UART，具有自动波特率检测

- IrDA的编码和解码

- SPI速率，最高10 Mbps

- eUSCI_B0支撑

- I2C通过多个从器件寻址

- SPI速率最高8Mbps

-硬件UART和I2C引导装载程序(BSL)

图4 评估模块MSP-EXP430FR5969电路图(2)

•灵活的时钟系统

-固定频率的DCO和10个可选工厂校准的频率

-低功耗低频内部时钟源(VLO)

- 32 kHz的晶振(LFXT)

-高频晶振(HFXT)

•开发工具和软件

-免费专业发展环境及EnergyTrace+

+技术

-开发套件(MSP-TS430RGZ48C)

MSP430FR59x应用

•测量

•能源收获传感器节点

•可穿戴电子产品

•传感器管理

•数据记录

MSP-EXP430FR5969评估模块

MSP430超低功耗(ULP)微控制器与嵌入式铁电随机存取存储器(FRAM)技术，现在加入了单片机LaunchPad开发套件生态系统。MSP-EXP430FR5969(或“FR5969启动板”)是一个易于使用的评估模块(EVM)用于MSP430FR5969微控制器。它包含了开发MSP430 FRAM平台所需的一切元素，包括板载仿真编程，调试和能量测量。该板采用按钮和LED以快速集成简单的用户界面，以及超级电容，使其独立的应用程序，无需外部电源。

通过20针BoosterPack插件模块头，简化了快速原型制造，可以支持广泛的BoosterPacks。你可以快速地加入各种性能，如，无线连接、图形显示、环境感知等等。可以设计自己的BoosterPack，或从TI和第三方开发者选择其他类型。

该MSP430FR5969器件具有嵌入式FRAM，非易失性存储器(超低功耗)，高耐力，以及高速写访问等特点。该器件支持的最高16MHz CPU速度，支持集成外设(用于通信、ADC、定时器、AES加密等。

图5 评估模块MSP-EXP430FR5969框图

评估模块MSP-EXP430FR5969包括:

• 1个MSP-EXP430FR5969

• 1个Micro USB数据线

• 1个快速入门指南

评估模块主要特性

• MSP430超低功耗FRAM技术(基

于MSP430FR596916位MCU)

•利用的BoosterPack生态系统的20

针的LaunchPad标准

• 0.1-F超级电容器的独立电源

•板载EZ-FET仿真与EnergyTrace++技术

•两个按键和两个LED用于用户交互

•反向通道UART(通过USB连接到PC)