基于MSP430F149的最小系統(tǒng)設計
摘要:單片機最小系統(tǒng),或稱為最小應用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。對于MSP430系列單片機來說,最小系統(tǒng)一般應該包括:單片機、晶振電路、復位電路。本文介紹了MSP430F149單片機的特點,設計了MSP430最小系統(tǒng)中電源模塊、晶振電路模塊、復位電路模塊、串口通訊模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊的電路原理圖,并介紹了各部分的功能。
關鍵詞:MSP430;最小系統(tǒng);電路設計
O 引言
單片機芯片配以必要的外部器件,一般包括電源供入及電源開關、復位電路、晶振、輸入輸出電路等就能構成最小系統(tǒng)。
MSP430F149芯片是美國TI公司推出的超低功耗微處理器,有60KB+256字節(jié)FLASH,2KBRAM,包括基本時鐘模塊、看門狗定時器、帶3個捕獲/比較寄存器和PWM輸出的16位定時器、帶7個捕獲/比較寄存器和PWM輸出的16位定時器、2個具有中斷功能的8位并行端口、4個8位并行端口、模擬比較器、12位A/D轉換器、2個串行通信接口等模塊。MSP430F149芯片具有如下特點:
1)功耗低:電壓2.2V、時鐘頻率1MHz時,活動模式為200μA;關閉模式時僅為0.1A,且具有5種節(jié)能工作方式。
2)高效16位RISC-CPU,27條指令,8MHz時鐘頻率時,指令周期時間為125ns,絕大多數(shù)指令在一個時鐘周期完成;32kHz時鐘頻率時,16位MSP430單片機的執(zhí)行速度高于典型的8位單片機20MHz時鐘頻率時的執(zhí)行速度。
3)低電壓供電、寬工作電壓范圍:1.8~3.6V;
4)靈活的時鐘系統(tǒng):兩個外部時鐘和一個內(nèi)部時鐘;
5)低時鐘頻率可實現(xiàn)高速通信;
6)具有串行在線編程能力;
7)強大的中斷功能;
8)喚醒時間短,從低功耗模式下喚醒僅需6μs;
9)ESD保護,抗干擾力強;
10)運行環(huán)境溫度范圍為-40~+85℃,適合于工業(yè)環(huán)境。
MSP430系列單片機的所有外圍模塊的控制都是通過特殊寄存器來實現(xiàn)的,故其程序的編寫相對簡單。編程開發(fā)時通過專用的編程器,可以選擇匯編或C語言編程,IAR公司為MSP430系列的單片機開發(fā)了專用的C430語言,可以通過WORKBENCH和C-SPY直接編譯調(diào)試,使用靈活簡單。
1 系統(tǒng)總體設計
最小系統(tǒng)是由保證處理器可靠工作所必須的基本電路組成的,主要包括電源電路、時鐘電路、復位電路、通信接口電路、數(shù)據(jù)存儲電路組成,其硬件框圖如圖1所示。
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