第二章  MSP430单片机的研究

2.1MSP430单片机的发展

   微型计算机具有稳定性高、体积小、价格低、使用便捷等一系列优点，所以自出产以来就表现出惊人的发展力，在农业生产、工业发展、商业管理和国防等各个领域崭露头角。尤其近年来的微处理器的发展速度之高，使其已加入到我们社会生活的各个方面，给人类社会带来了前所未有的冲击。MSP430单片机是在1996年于美国面市，由TI公司开始推向市场的一款超低能耗的微处理器[2]。除此之外，他还集成了许多模块功能，这使得只要用一片MSP430芯片就可以完成以前需要多片芯片才可以完成的功能，最大限度的缩小了产品的体积，简化了产品的制作周期。目前，MSP430使用已对很多领域做出了卓越的贡献，尤其是监测、汽车电子、仪器仪表、医疗器材等领域。典型的应用包括具有长寿命电池的设备如热量表，热分配，潜水计算机，或者在医疗领域中，即使血压监视器。

2.2MSP430单片机的架构

   该MSP430有一个经典的冯·诺依曼架构。可寻址存储器的大小与最衍生品限制为64千字节。存储器大小是FLASH在高达256千字节和多达16个的RAMKB(目前[2008年11月]中相同的块)。在大约2千字节的所有衍生物的下部寻址内部功能(例如引导加载器)64个字节被保留,使得与两个最大的16位存储器配置K字节60闪存RAM2K字节或48字节快速擦写10KB的RAM准备。  

   自2006年11月,TI还推出了一系列所谓的MSP430X的CPU。这是基于内存模型可以处理高达1MB的内存。地址具有这里,20位,所有的寄存器(除状态寄存器R2/SR),因此不16位宽,但20位。因此,“正常的”在CPU中的可用的命令仍可以无需修改。然而,内部处理必须适应于更大的地址宽度,例如,一个字堆栈上必须在CALL指令被写入,由于4个更多的比特将被存储为一个返回地址。买模块具有高达120Kbyte闪存/4KB的RAM和116Kbyte闪存/8的RAM字节,所有的LCD驱动器。  

   最低16个字节(地址0000小时至000F小时)的用于中断和“模块”的控制显示特殊寄存器(SFR,特殊功能寄存器)。8位外设的寄存器占据的下一个240个字节(地址0010至00FFH H)。到目前为止,内存访问是必要的字节。在接下来的255个字节(地址0100到01FFHH)被保留用于16位外设。从这里是字访问的内存[3]。  

   从第513个字节(地址0200到09FFHH)是RAM。与较大的RAM扩展(大于2KB),这一事实在上述(地址1100小时至38ffh)上的存储器,但是也反映在较低的地址范围的一部分。在引导和信息存储之间是(地址0C000FFFh至ħRESP1000小时至10FFH)。  

   该信息存储为喜欢的代码存储器,快闪存储器,其特长是分成两个128字节段,可用于作为“缓冲器”用于将被从时间改变为时间数据。其余的闪存存储器(用于程序代码和常数)具有512个字节段。他总是在存储区域1100到FFFFHH,但是根据存储器的配置(更多的RAM或更小的FLASH)第一地址FC00是H(1个字节FLASH)。此外,顶部32个字节(地址FFFF FFE0h至1H)被保留用于为中断向量的存储器,然而,只有在需要时使用。如果没有使用中断,其矢量的偶数存储器可以被用作程序存储器。

2.3MSP430单片机的优点

   MSP430有很多优点，这里举几个例子，一是又有超低的功耗。二是因为技术的超前，它拥有强大的处理能力。三是因为内部框架结构构成相对特殊，所以整个系统的工作架构更加的稳定，第四因为msp430系列有oto,flash和rom三中类型，轻松满足开发者的开发。

2.3.1超低功耗

MSP430单片机功耗极低，1.8到3.6V的低电压即可被用作与对MSP430系列单片机的电源电压，RAM数据保持方式下耗电仅有0.1微安，在活动模式下的时候，耗电且只有250μA/MIPS（MIPS：每秒百万条指令数），IO输入端口的漏电流最大仅有50nA。甚至可用水果电池驱动。当前社会，看中性能的同时更看重能耗问题，而当今大多数的电子设备，都是以电池为主要能源，众所周知，电池的容量是固定的，所以要延长一个电池周期内电子产品的使用时间，一个方法是扩充电池容量，但是这样带来的后果就是电池物理尺寸相应的变大，另一个方法则是降低功耗，这便是MSP430单片机的优势之一。在硬件的方面，当CPU和模块不用时，可以处于休眠状态。在软件上，必须设计合适的休眠和唤醒。MSP430基本上16中断源，他们在中断向量的位置优先。不是每个模块占用的所有源。这是依赖的'内部'外围扩张。它可以占用相同的向量多个中断。这是这种情况，必须由使用适当的字节，哪些中断是软件决定。此外，不同的中断有"自己的"向量寄存器，哪些有回最多可以有10个不同源（可扩展到128）。作为一个例子，在这里提到计时器中断。MSP430 主导几种掉电模式，停止处理命令或关闭时钟。在最低的模式中，功率消耗是根据类型，在0.4µA.将您实现实时时钟，需要2µA。CPU可以再次被各种中断醒。通过合理的程序编辑，既可以对外部事件请求作出快速响应，还能更好的降低系统功耗。因此，MSP430单片机是实现低功耗的必要条件。