msp430單片機(jī)的應(yīng)用

msp430單片機(jī)的應(yīng)用

msp治療混合信號(hào)msp430系列是一個(gè)具有詳細(xì)命令集的16位超級(jí)低效混合草本植物。它包含馮諾依曼結(jié)構(gòu)尋址方式(MAB)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式(MDB)的靈活時(shí)鐘系統(tǒng),由于含有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的地址映射和數(shù)字模擬外圍接口的CPU,MSP430為混合信號(hào)應(yīng)用需求提供了解決方案。MSP430x1xx系列的主要特征有:超低能耗的體系結(jié)構(gòu)大大延長(zhǎng)了電池壽命;適用于精密測(cè)量的理想高性能模擬特性;16位RISCCPU為每一時(shí)間片處理的代碼段容量提供新的特性(系統(tǒng)可編程的Flash存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦寫代碼、分塊擦寫和數(shù)據(jù)載入)。1msp430系列設(shè)備的優(yōu)秀優(yōu)勢(shì)與熟知的采用復(fù)雜指令集的8位51系列單片機(jī)相比,16位精簡(jiǎn)指令集的MSP430系列單片機(jī)的功能更強(qiáng),運(yùn)行速度更快。(1)作為主時(shí)鐘源時(shí)鐘系統(tǒng)是為電池供電的應(yīng)用而特別設(shè)計(jì)的。一個(gè)低頻率時(shí)鐘直接由32kHz的晶振驅(qū)動(dòng)(ACLK)。整合的高速數(shù)控振蕩器(DCO)作為用于CPU和高速外圍設(shè)備的主時(shí)鐘源。DOC的建立保持時(shí)間小于6μs?；贛SP430的高性能16位RISC處理器設(shè)計(jì)可以在很短的距離實(shí)現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)傳輸。(2)在線調(diào)試設(shè)計(jì)MSP430設(shè)備本身具有專用仿真邏輯電路,通過JTAG口可以進(jìn)行嵌入式仿真,不需要附加任何外圍電路,優(yōu)點(diǎn)如下:支持全速執(zhí)行、在線調(diào)試、設(shè)立斷點(diǎn)和單步跟蹤;在線調(diào)試設(shè)計(jì)與最終應(yīng)用具有相同的特性;保護(hù)混合信號(hào)的完整性,并且不受線路干擾。(3)功能設(shè)備sfrsMSP430馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)可以與特殊功能寄存器(SFRs)共享一個(gè)地址空間。代碼段存于偶地址,數(shù)據(jù)段訪問單位為字節(jié)或字,可擴(kuò)展尋址空間到64KB。2msp430x1s系統(tǒng)的運(yùn)行模式和應(yīng)用TI的MSP430是一個(gè)特別強(qiáng)調(diào)低功耗的單片機(jī)系列,尤其適用于采用電池供電的長(zhǎng)時(shí)間工作的場(chǎng)合。2.1u2009狀態(tài)讀取MSP430系列為超低功耗應(yīng)用軟件設(shè)計(jì),其工作模式狀態(tài)如圖1所示,基本時(shí)鐘系統(tǒng)操作模式如表1所列。運(yùn)行模式要考慮到三個(gè)不同的需求:低功耗;速度和數(shù)據(jù)的吞吐量;單個(gè)外圍設(shè)備電流消耗的最小限度。MSP430典型電流消耗如圖2所示。在狀態(tài)寄存器中,用CPUOff、OSCOff、SCG0和SCG1位配置低功耗方式0～4。含以上方式控制位的優(yōu)點(diǎn)是在中斷服務(wù)程序中,當(dāng)前工作狀態(tài)可以保存在堆棧之上。如果在中斷服務(wù)程序期間SR值未改變,那么程序溢出返回到先前工作狀態(tài)。利用在中斷服務(wù)程序內(nèi)堆棧SR值,程序溢出能返回到不同的工作狀態(tài)。模式控制位和堆棧能被任何指令訪問。當(dāng)設(shè)置任一種模式的控制位時(shí),被選擇的工作狀態(tài)立刻響應(yīng)。如果時(shí)鐘未被激活,用任何禁用時(shí)鐘操作的外圍設(shè)備都禁用,而且外圍設(shè)備也可通過設(shè)置自身控制寄存器禁用。所有的I/O端口引腳和RAM/寄存器不被改變,所有的中斷都可實(shí)現(xiàn)喚醒功能。2.2中斷服務(wù)程序發(fā)送從任何低功耗運(yùn)行模式啟動(dòng)的中斷事件都可激活MSP430。①進(jìn)入中斷服務(wù)程序。PC和SR被儲(chǔ)存在堆棧后,CPUOff、SCG1和OSCOff自動(dòng)復(fù)位。②從中斷服務(wù)程序返回的選擇。原SR從堆棧取出,恢復(fù)原來(lái)的工作狀態(tài)。當(dāng)RETI指令執(zhí)行時(shí),儲(chǔ)存在堆棧的SR位,在中斷服務(wù)程序返回到一個(gè)不同的工作狀態(tài)期間內(nèi),可被修正?？衫玫凸哪Ｊ窖娱L(zhǎng)使用壽命,因?yàn)檠娱L(zhǎng)低功率模式周期可使DCO禁用,這時(shí)DCO的負(fù)溫度系數(shù)應(yīng)當(dāng)考慮。如果溫度改變很大,在喚醒模式的DCO頻率會(huì)與進(jìn)入低功耗模式時(shí)有顯著的不同,并且有可能超過工作范圍。為避免以上情況,DCO在進(jìn)入能夠擴(kuò)展周期時(shí)間的低功耗模式前設(shè)置為最低值,低功耗模式的溫度可改變。2.3其他低成本應(yīng)用通常,降低功耗最重要的因素是應(yīng)用MSP430時(shí)鐘系統(tǒng),最大化LPM3的時(shí)間。當(dāng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能和所有中斷被激活時(shí),典型的LMP3電流消耗少于2μA。32kHz晶振用于ACLK的時(shí)鐘,DCO用于CPU激活后的突發(fā)短暫運(yùn)行。其他低功耗應(yīng)用的原則如下:①利用中斷激活處理器控制程序流程;②利用低功耗綜合外圍模式代替軟件驅(qū)動(dòng)功能;③計(jì)算分支和快速查表用來(lái)代替標(biāo)志位測(cè)試產(chǎn)生的分支和冗長(zhǎng)的軟件計(jì)算;④避免由于開銷造成的頻繁子程序和函數(shù)調(diào)用;⑤在冗長(zhǎng)的軟件計(jì)算中,采用單循環(huán)CPU寄存器;⑥盡可能直接用電池供電;⑦對(duì)外圍電路進(jìn)行電源管理。2.4智能采暖表示器應(yīng)用一,利用MSP430系列設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能水表方案。應(yīng)用TIMSP430單片機(jī)為主控芯片,家用儀表總線TSS721作通信,由它將各種信息輸入主控系統(tǒng)。水表能按照用戶預(yù)付費(fèi)自動(dòng)開閥供水,如果購(gòu)買水量用盡,即自動(dòng)關(guān)閥,中斷水的供應(yīng)。液晶顯示器標(biāo)志位提示用戶購(gòu)水,以此實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)控制,達(dá)到“先買水,后用水”的目的?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)管理軟件,將水表的運(yùn)行狀況顯示出來(lái),從而大大節(jié)省了物業(yè)管理和供水部門的人力、物力、財(cái)力,提高管理效率。系統(tǒng)原理如圖3所示。應(yīng)用二,利用MSP430實(shí)現(xiàn)智能暖氣表方案。采用MSP430F133單片機(jī),P6.0/P6.1作為進(jìn)出水溫度檢測(cè),P1.0口用于流量檢測(cè),P1.1口和P1.X進(jìn)行電源管理(打開或者關(guān)閉單片機(jī)外圍電路的電源),P2.0口和P2.1口連接報(bào)警電路,P2.4口和P2.5口連接M-BUS721A和RS485接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,P3、P4和P5口直接驅(qū)動(dòng)LCD或與LCD顯示模塊相連。此方案實(shí)現(xiàn)的儀表是用來(lái)顯示和測(cè)量各種供熱管道的累計(jì)熱能、流量的瞬時(shí)值、累計(jì)值、進(jìn)水溫度和回水溫度的智能測(cè)量?jī)x表。原理如圖4所示。