MSP430混合信号微控制器毕业论文中英文资料对照外文翻译文献.docx

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MSP430混合信号微控制器毕业论文中英文资料对照外文翻译文献

中英文资料对照外文翻译文献

中文译文：

MSP430混合信号微控制器

●低供电电压范围：

1.8V…3.6V

●超低功耗：

－活动模式：

1MHz，2.2V时为280μA

－等待模式：

1.6μA

－关闭模式（RAM保持）：

0.1μA

●五种省电模式

●6μS内从等待状态唤醒

●16位精简指令结构，125纳秒指令时间周期

●三个内部DMA通道

●具有内部参考电平、采样保持和自动扫描特性的12位A/D转换器

●同步的双12位D/A转换器

●带有三个捕捉/比较寄存器的16位定时器A

●带有三个或七个捕捉/比较影子寄存器的16位定时器B

●片内集成比较器

●串行通讯接口（USART1），具有异步UART或者同步SPI接口的功能

●串行通讯接口（USART0），具有异步UART或者同步SPI或者I2C接口

●具有可编程电平检测的供电电压管理器/监视器

●欠电压检测器

●串行在线编程，无需外部编程电压，可编程的安全熔丝代码保护

●BootstrapLoader

●器件系列包括：

－MSP430F155:

16KB+256Bflash存储器

512BRAM

－MSP430F156:

24KB+256Bflash存储器

1KBRAM

－MSP430F157:

32KB+256Bflash存储器

1KBRAM

－MSP430F167:

32KB+256Bflash存储器

1KBRAM

－MSP430F168:

48KB+256Bflash存储器

2KBRAM

－MSP430F169:

60KB+256Bflash存储器

2KBRAM

－MSP430F1610:

32KB+256Bflash存储器5KBRAM

－MSP430F1611

48KB+256Bflash存储器；10KBRAM

●64引脚QuadFlatPack（QFP）封装

●要获得完整的模块描述参见MSP430x1xx系列用户手册，文献号SLAU049

说明

德州仪器公司的MSP430系列超低功耗微控制器，由针对各种不同应用目标具有不同外围设备的芯片系列组成。

MSP430的结构与五种低功耗模式相结合，最适用于在便携式测量设备中延长电池寿命。

芯片具有一个强大的16位RISCCPU，16位的寄存器以及常数发生器，能够最大限度地提高代码的效率。

数字控制的振荡器（DCO）允许在6微秒内从低功耗模式唤醒。

MSP430x15x/16x/161x系列是配置了内置16位定时器、12位快速A/D转换器、双12位D/A转换器，一个或者两个通用同步/异步串行通讯接口（USART）、I2C、DMA和48个I/O引脚的微控制器。

另外，MSP430x161x系列为需要大存储器的应用和堆栈的要求提供扩展RAM寻址。

MSP430的典型应用包括：

测量系统、捕获模拟信号转换为数字值、然后处理数据用于显示或者传送到主系统。

定时器使得其配置理想地使用在工业控制中，例如数字马达控制、手持式仪表、光网络中地TEC控制，等等。

MSP430F169的引脚定义

简要说明

CPU

MSP430CPU具有一个16位的精简指令计算机结构，对应用是高度透明的。

所有的操作，除了程序流程指令，都是通过源操作数的7种寻址模式和目标操作数的四种寻址模式的组合对寄存器操作进行的。

CPU集成了16个寄存器，减小了指令执行时间。

寄存器到寄存器操作的执行时间是一个CPU周期。

寄存器中的四个，R0到R3，相对地专用作程序计数器、堆栈指针、状态寄存器和常数发生器。

其余寄存器是通用寄存器。

外围通过数据、地址和控制总线连接到CPU，可以通过所有指令处理。

指令集

指令集由三种格式和7种寻址模式的51条指令构成。

每条指令可以操作一个字或者字节。

运行模式

MSP430具有一种活动模式和五种软件可选的低功耗运行模式。

一个中断事件可以将芯片从五种低功耗模式中的任何一种唤醒，为请求服务并在从中断程序返回时恢复低功耗模式。

下列六种运行模式由软件配置：

●活动模式AM：

－所有时钟活动

●低功耗模式0（LPM0）

－CPU关闭

ACLK和SMCLK保持活动，MCLK关闭

如果DCO在活动模式中没有使用，DCO的直流发生器将关闭

●低功耗模式1（LPM1）

—CPU关闭

ACLK和SMCLK保持活动，MCLK关闭

●低功耗模式2（LPM2）

－CPU关闭

MCLK和SMCLK关闭

DCO的直流发生器保持活动

ACLK保持活动

●低功耗模式3（LPM3）

－CPU关闭

MCLK和SMCLK关闭

DCO的直流发生器关闭

ACLK保持活动

●低功耗模式4（LPM4）

－CPU关闭

ACLK关闭

MCLK和SMCLK关闭

DCO的直流发生器关闭

晶体振荡器停止

中断向量地址

中断向量和上电起始地址位于地址范围0FFFFh－0FFE0h。

这些向量包括相应中断处理

指令序列的16位地址。

专用功能寄存器

大部分中断和模块使能位集中在低地址空间。

芯片物理上不存在没有分配功能目的的专

用功能寄存器位。

这种布局简化了软件处理。

中断使能寄存器1和2

WDTIE：

看门狗定时器中断使能。

如果选择看门狗模式停止；如果看门狗定时器配置

为通用定时器活动。

OFIE：

振荡器失效中断使能

NMIIE：

不可屏蔽中断使能

ACCVIE：

Flash存储器处理出错中断使能

URXIE0：

USART0，UART和SPI接收中断使能

UTXIE0：

USART0，UART和SPI发送中断使能

URXIE1：

USART1，UART和SPI接收中断使能

UTXIE1：

USART1，UART和发送中断使能

URXIE1和UTXIE1在MSP430x15x芯片中不存在。

中断标志寄存器1和2

WDTIFG：

当看门狗定时器溢出（在看门狗模式）或者安全键值出错，当Vcc上电复位

或者RST/NMI引脚在复位模式满足复位条件时复位

OFIFG：

振荡器失效时标志置位

NMIIFG：

通过RST/NMI引脚置位

URXIFG0：

USART0，UART和SPI接收标志

UTXIFG0：

USART0，UART和SPI发送标志

URXIFG1：

USART1，UART和SPI接收标志

UTXIFG1：

USART1，UART和SPI发送标志

URXIFG1和UTXIFG1在MSP430x15x芯片中不存在。

模块使能寄存器1和2

URXE0：

USART0，UART模式接收使能

UTXE0：

USART0，UART模式发送使能

USPIE0：

USART0，SPI模式发送和接收使能

URXE1：

USART1，UART模式接收使能

UTXE1：

USART1，UART模式发送使能

USPIE1：

USART1，SPI模式发送和接收使能

图例：

rw：

位可读写

rw－0：

位可读写，由PUC复位

：

SFR位在芯片中不存在

Flash存储器

Flash存储器可以通过JTAG端口、bootstraploader或者由CPU在系统编程。

CPU可以执行单字节和单字写入Flash存储器。

Flash存储器的特性包括：

●Flash存储器有n个主存储段和两个各为128各字节的信息存储段（A和B）。

每个主存储段为512各字节。

●段0到n可以一起擦除或者每个段单独擦除。

●段A和B可以单独擦除或者与段0－n作为一个组擦除。

段A和B也被称为信息存储器。

●新芯片的信息存储器中的某些字节可能已经编程（制造过程中用于测试）。

用户在初次使用前应进行一次信息存储器的擦除。

外围模块

外围模块通过数据、地址和控制总线连接到CPU，可以使用所有指令处理。

DMA控制器

DMA控制器允许数据从一个存储器地址移动到另外一个存储器地址无需CPU干预。

例如，DMA控制器可以用于将数据从ADC12转换器存储器移动到RAM。

使用DMA控制器可以外围模块的吞吐量。

DMA控制器允许CPU保持在睡眠模式，无需唤醒来从外围移动数据，从而减小系统功耗。

振荡器和系统时钟

MSP430x15x和MSP430x16x（x）系列芯片的时钟系统支持基本时钟模块，包括支持32768Hz钟表晶振、一个内部数字控制的振荡器（DCO）和一个高频晶体振荡器。

基本时钟模块的设计是为了同时满足低系统成本和低功耗的要求。

内部DCO可以在6微秒内快速打开时钟源并稳定。

基本时钟模块提供下列时钟信号：

●辅助时钟（ACLK），来自32768Hz钟表晶振或者高频晶振

●主时钟（MCLK），CPU使用的主时钟

●次主时钟（SMCLK），由外围模块使用的子系统时钟上电电路，供电电压管理器

上电电路是在上电和掉电时用于为芯片提供正确的内部复位信号。

供电电压管理（SVS）电路检测供电电压是否下降到用户选择的电压以下，同时支持供电电压管理（芯片自动复位）和监测（SVM，芯片不自动复位）。

CPU在上电电路释放芯片复位后开始代码执行。

不过Vcc不能下降到Vcc（min）。

用户必须确保缺省的FLL＋设定不会改变直至Vcc到达Vcc（min）。

如果愿意，SVS电路可以用于监测Vcc何时到达Vcc（min）。

数字I/O

MSP430中有6个I/O端口—端口P1到P6:

●所有I/O位可以独立编程

●任何输入、输出和中断条件的组合都是可能的

●P1、P2端口的所有8位可以选择边缘中断输入

●所有指令支持对端口控制寄存器的读/写

看门狗定时器

看门狗定时器模块（WDT）的主要功能是在发生软件问题后进行控制系统的重启。

如果选定的时间间隔溢出，系统产生复位。

如果看门狗功能在应用中不需要，这个模块可以配置位间隔定时器在选定的时间间隔产生中断。

乘法器（仅对MSP430x16x/161x）

乘法器操作由专用外围模块支持。

这个模块进行16×16、16×8、8×16、8×8位的操作。

这个模块能够同时支持带符号和不带符号的乘法和累加操作。

操作结果可以在操作数装入外围寄存器后立即处理，无需额外的时钟周期。

USART0

MSP430x15x和MSP430x16x（x）有一个硬件通用同步/异步接收发送（USART0）外围模块用于串行数据通信。

USART支持同步SPI（3或者4引脚）、异步UART和使用双缓冲发送和传输通道的I2C通讯协议。

USART1（仅对MSP43016x/161x）

MSP430x16x（x）芯片配有第二个硬件通用同步/异步接收发送（USART1）外围模块用于串行数据通信。

USART支持同步SPI（3或4引脚）和异步UART通讯协议，使用双缓冲发送和接收通道。

除了支持I2C，USART1的操作与USART0是一样的。

定时器A3

定时器A3是一个带有3个捕获/比较寄存器的定时器/计数器。

定时器A3可以支持多个捕获/比较、PWM输出和内部时序。

定时器A3也具有扩展中断能力。

中断可以由计数器溢出条件或者每个捕获/比较寄存器产生。

定时器B7（仅对MSP43016x/161x）

定时器B7是一个带有7个捕获/比较寄存器的定时器/计数器。

定时器B7可以支持多个捕获/比较、PWM输出和内部时序。

定时器A3也具有扩展中断能力。

中断可以由计数器溢出条件或者每个捕获/比较寄存器产生。

定时器B3（仅对MSP43015x）

定时器B3是一个带有3个捕获/比较寄存器的定时器/计数器。

定时器B3可以支持多个捕获/比较、PWM输出和内部时序。

定时器A3也具有扩展中断能力。

中断可以由计数器溢出条件或者每个捕获/比较寄存器产生。

比较器A

比较器A模块的主要功能是支持精密的斜坡模拟/数字转换、电池电压管理和外部模拟信号的检测。

ADC12

ADC12模块支持快速12位模拟/数字转换。

模块包括一个12位SAR内核、采样选择控制、参考电压发生器和一个16字的转换控制缓冲区。

转换控制缓冲区允许多达16个独立ADC采

样的转换和存储而无需CPU的干预。

DAC12

DAC12模块是一个12位的，R梯度的电压输出DAC。

DAC12可用作8位或者12位模式，也可以与DMA控制器组合使用。

当存在多路DAC12模块时，他们可以编成一组同时操作。

外围模块布局

外文文献：

MSP430MIXEDSIGNALMICROCONTROLLER

_LowSupply-VoltageRange,1.8V...3.6V

_Ultralow-PowerConsumption:

−ActiveMode:

330μAat1MHz,2.2V

−StandbyMode:

1.1μA

−OffMode（RAMRetention）:

0.1μA

_FivePower-SavingModes

_Wake-UpFromStandbyModeinlessthan6μs

_16-BitRISCArchitecture,125-nsInstructionCycleTime

_Three-ChannelInternalDMA

_12-BitA/DConverterWithInternal

Reference,Sample-and-HoldandAutoscanFeature

_Dual12-BitD/AConvertersWithSynchronization

_16-BitTimer_AWithThreeCapture/CompareRegisters

_16-BitTimer_BWithThreeorSevenCapture/Compare-With-ShadowRegisters

_On-ChipComparator

_SerialCommunicationInterface（USART0）,FunctionsasAsynchronousUARTorSynchronousSPIorI2CTMInterface

_SerialCommunicationInterface（USART1）,FunctionsasAsynchronousUARTorSynchronousSPIInterface

_SupplyVoltageSupervisor/MonitorWithProgrammableLevelDetection

_BrownoutDetector

_BootstrapLoader

_SerialOnboardProgramming,NoExternalProgrammingVoltageNeeded

ProgrammableCodeProtectionbySecurity

Fuse

_FamilyMembersInclude:

−MSP430F155:

16KB+256BFlashMemory

512BRAM

−MSP430F156:

24KB+256BFlashMemory

1KBRAM

−MSP430F157:

32KB+256BFlashMemory,

1KBRAM

−MSP430F167:

32KB+256BFlashMemory,

1KBRAM

−MSP430F168:

48KB+256BFlashMemory,

2KBRAM

−MSP430F169:

60KB+256BFlashMemory,

2KBRAM

−MSP430F1610:

32KB+256BFlashMemory

5KBRAM

−MSP430F1611:

48KB+256BFlashMemory

10KBRAM

−MSP430F1612:

55KB+256BFlashMemory

5KBRAM

_Availablein64-PinQuadFlatPack（QFP）and64-pinQFN（seeAvailableOptions）

_ForCompleteModuleDescriptions,SeetheMSP430x1xxFamilyUser’sGuide,

LiteratureNumberSLAU049

description

TheTexasInstrumentsMSP430familyofultralowpowermicrocontrollersconsistofseveraldevicesfeaturingdifferentsetsofperipheralstargetedforvariousapplications.Thearchitecture,combinedwithfivelowpowermodesisoptimizedtoachieveextendedbatterylifeinportablemeasurementapplications.Thedevicefeaturesapowerful16-bitRISCCPU,16-bitregisters,andconstantgeneratorsthatattributetomaximumcodeefficiency.

Thedigitallycontrolledoscillator（DCO）allowswake-upfromlow-powermodestoactivemodeinlessthan6μs.

TheMSP430x15x/16x/161xseriesaremicrocontrollerconfigurationswithtwobuilt-in16-bittimers,afast12-bit

A/Dconverter,dual12-bitD/Aconverter,oneortwouniversalserialsynchronous/asynchronous

communicationinterfaces（USART）,I2C,DMA,and48I/Opins.Inaddition,theMSP430x161xseriesoffers

extendedRAMaddressingformemory-intensiveapplicationsandlargeC-stackrequirements.Typicalapplicationsincludesensorsystems,industrialcontrolapplications,hand-heldmeters,etc.

MSP430F169MIXEDSIGNALMICROCONTROLLER

short-formdescription

CPU

TheMSP430CPUhasa16-bitRISCarchitecturethatishighlytransparenttotheapplication.Alloperations,otherthanprogram-flowinstructions,areperformedasregisteroperationsin

conjunctionwithsevenaddressingmodesforsourceoperandandfouraddressingmodesfor

destinationoperand.

TheCPUisintegratedwith16registersthatprovidereducedinstructionexecutiontime.Theregister-to-registeroperationexecutiontimeisonecycleoftheCPUclock.

Fouroftheregisters,R0toR3,arededicatedasprogramcounter,stackpointer,statusregister,andconstantgeneratorrespectively.Theremainingregistersaregeneral-purposeregisters.

PeripheralsareconnectedtotheCPUusingdata,address,andcontrolbuses,andcanbehandledwithallinstructions.

instructionset

Theinstructionsetconsistsof51instructionswiththreeformatsandsevenaddressmodes.Eachinstructioncanoperateonwordandbytedata.

operatingmodes

TheMSP430hasoneactivemodeandfivesoftwareselectablelow-powermodesofoperation.Aninterrupteventcanwakeupthedevicefromanyofthefivelow-powermodes,servicetherequestandrestorebacktothelow-powermodeonreturnfromtheinterruptprogram.

Thefollowingsixoperatingmodescanbeconfiguredbysoftware:

_ActivemodeAM;

−Allclocksareactive

_Low-powermode0（LPM0）;

−CPUisdisabled

ACLKandSMCLKremainactive.MCLKisdisabled

_Low-powermode1（LPM1）;

−CPUisdisabled

ACLKandSMCLKremainactive.MCLKisdisabled

DCO’sdc-generatorisdisabledifDCOnotusedinactivemode

_Low-powermode2（LPM2）;

−CPUisdisabled

MCLKandSMCLKaredisabled

DCO’sdc-generatorremainsenabled

ACLKremainsactive

_Low-powermode3（LPM3）;

−CPUisdisabled

MC