基于MSP430文献综述

基于MSP430单片机实验系统的开发与设计
-基本模块
文献综述
（机电工程学院指导教师：）
一、研究背景及动态
MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。

自1999年以来，利尔达单片机技术有限公司和美国德州仪器公司合作开展MSP430在中国的推广和销售。

MSP430具有强大的处理能力和运行速度快，功耗超低，应用方便等优点。

在多年来已在全球得到了广泛应用。

如工业控制，智能化仪器仪表，无线采集，手持设备。

在这方面应用体现较高性价比。

MSP430主要用户需要对模拟信号进行数字控制的领域，当然，纯数字的系统绝对可以用的。

另外他带有硬件乘法器在处理一些运算时速度也较快，这是16位的特点。

有ADC部件的MSP430主要用于测量和控制系统，当然部分的通信系统也是可以。

经过大家的努力，今天，MSP430的独特性能和技术优点已经得到了单片机产品设计开发单位、电子工程技术人员和广大嵌入式系统爱好者的认可，并广泛的应用到各个行业各种产品中。

MSP430一方面从单片机技术的发展历程和命名选型开始，逐步对MSP430的结构特点和内外功能模块等做详细的论述，内容涉及到MSP430的通用I/O模块、I²C模块、A/D模块、电源模块、串口模块、GSM模块等MSP430的多种功能模块，另一方面又大量充实了各个部分原理设计内容[1]。

二、评述
从MSP430单片机实验系统的选择，有三种MSP430单片机试验系统可供选择。

方案一：基于MSP430F149实验系统；方案二:基于MSP430F169实验系统；方案三:基于MSP430F427实验系统。

方案一试验系统采用MSP430F149芯片，德州仪器公司推出的MSP430F149芯片具有高性能、低功耗等优良性能，广泛应用在计步器、血糖计、三用电表、功率计等可携式产品应用上。

MSP430F169 采用冯诺依曼结构, RAM、ROM和全部外围模块都位于同一个地址空间内,最大寻址地址为62KB(60KB Flash, 2KB RAM)。

内部集成有1个硬件乘法器、1个精确的模拟比较器、2个具有捕捉/比较寄存器的定时器、8路12位A/D转换器、片内看门狗定时器、2个串行通信接口以及48个I/O引脚,每个I/O口分别对应输入、输出、功能选择、中断等多个寄存器,功能口和通用I/O口可复用,增强了端口功能和灵活性,提高了对外围设备的开发能力。

MSP430F169是FLASH存储器型单片机,具有良好的仿真开发技术,设置有JTAG仿真接口和高级语言编译器。

在系统支持软件下,在线实现对目标系统的硬件调试及软件开发[2],包括汇编C语言、连接及动态调试,具有单步、多断点和跟踪,并且开放全部存储器、寄存器,可以方便可靠地对系统进行硬件、软件开发。

以这款芯片为核心，接上串口模块、I²C模块、A/D模块、电源模块、GSM模块就构成了一个简单的单片机实验系统。

方案二试验系统采用MSP430F169芯片，单片机芯片配以必要的外部器件, 一般包括电源供入及电源开关、复位电路、晶振、输入输出电路等就能构成最小系统[3]。

MSP430F169芯片是美国TI公司推出
的超低功耗微处理器,有60KB+ 256字节FLASH,2KBRAM,包括基本时钟模块、看门狗定时器、带3个捕获/比较寄存器和PWM 输出的16位定时器、带7个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器、2个具有中断功能的8位并行端口、4个8位并行端口、模拟比较器、12位A/D转换器、2个串行通信接口等模块。

MSP430F149芯片具有如下特点[4]:1.功耗低;2.高效16位RISC-CPU,27条指令,8MHz时钟频率时,指令周期时间为125ns,绝大多数指令在一个时钟周期完成;32kHz时钟频率时,16位MSP430单片机的执行速度高于典型的8位单片机20MHz时钟频率时的执行速度。

3.低电压供电、宽工作电压范围:1.8~3.6V;4.灵活的时钟系统;5.低时钟频率可实现高速通信;6.具有串行在线编程能力;7.强大的中断功能;8.唤醒时间短,从低功耗模式下唤醒仅需6Ls;9.ESD保护,抗干扰力强;10.运行环境温度范围为-40~+85e,适合于工业环境。

MSP430系列单片机的所有外围模块的控制都是通过特殊寄存器来实现的,故其程序的编写相对简单。

编程开发时通过专用的编程器,可以选择汇编或C语言编程,IAR公司为MSP430系列的单片机开发了专用的C430语言,可以通过WORKBENCH和C-SPY直接编译调试,使用灵活简单。

以这款芯片为核心，接上A/D模块，液晶显示模块，复位模块，就构成了一个简单的单片机实验系统[5]。

方案三试验系统采用MSP430F427芯片,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。

它采用了精简指令集(RISC)结构．具有丰富的寻址方式址、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125ns，这些特点保证了可编制出高效率的源程序[6]。

该系统能实现数据的采集，液晶的显示，I/O转换。

该系统结构简单、性价比高，能为以后的实验项目拓展及实验室的集成化预留了丰富资源及接口。

从本质来说，三个方案都是可行的，对于本专业来说，学习单片机系统更注重于方案一，方案一的实验系统性价比最高，适合同学们学习和开发。

综合考虑，方案一的实验开发系统最适合同学们进行学习。

三、结论
综合考虑基于MSP430单片机实验系统的开发与设计以MSP430F149为核心，外接通用串口模块、I²C 模块、A/D模块、电源模块、GSM模块。

MSP430F149有强大的处理能力和运行速度快，功耗超低，应用方便的特点。

参考文献：
[1] 沈建华，杨艳琴，翟晓曙．MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用[M]．北京:清华大学出版社，2004：420-421．
[2] 赵亮．单片机从入门到精通系列讲座——单片机最小系统及I/O应用[J]．电子制作，2008．(2)：15-17．
[3] 李慧刘益标．Portel DXP 2004 SP2[M]．电子工业出版社．2012：55-56．
[4] 沈建华．MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践[M]．北京航空航天大学出版社，2008：202-208．
[5] 谢兴红，林凡强，吴雄英．MSP430单片机基础与实践［M］．北京航空航天大学出版社，2008：84-85．
[6] 靳达．单片机应用系统开发实例导航［M］．北京：人民邮电出版社，2003：110-112．。