低功耗 MCU 入门

简介 — 了解 MSP

MSP 微控制器

德州仪器 (TI) 的 MSP 低功耗微控制器是基于 RISC 的混合信号处理器,它们集成了智能模拟/数字外设,包括高级特性(如,低功耗嵌入式射频)和安全保障(如,AES 加密)。MSP 微控制器为各种低功耗工业和便携式应用提供了终极解决方案。我们还提供了入门必备的所有硬件开发套件和嵌入式软件!此外,TI 还拥有众多辅助组件以满足您的需求。

下面将举例说明 MSP 微控制器如何满足工业自动化应用的需求。这些概念也可适用于多种工业和消费应用。

ultra-low power ultra-low-power

超低功耗

  • 最低待机功耗 - 运行频率低于 25 MHz 的大部分时间处于离线状态的应用
  • 最低功耗数据采集 - ADC 和内部窗口比较器,可减少 CPU 唤醒时间
  • 设计灵活性 - 最广泛的 16 位产品系列,现加入统一 FRAM 技术
  • 片上系统选项 – 集成电源管理、模拟前端、LCD 外设和安全特性

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低功耗 + 高性能

  • 高级计算 - 高达 48MHz 和最低工作功耗
  • 高性能感应 - 1MSPS ADC 和通过串行通信接口进行快速处理
  • 设计余量 - 高达 512 KB 闪存和 64 KB RAM,用于高级算法、图像处理和连接堆栈支持
  • 最大限度减少分立式组件 – 集成电源管理、模拟、USB 接口、LCD 外设和安全特性

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超低功耗:

MSP 超低功耗微控制器非常适合那些大部分微控制器时间处于待机状态的应用。此家族最新加入了基于 MSP430FRx FRAM的微控制器系列,该系列提供高写入速度和几乎无限的写入寿命(适用于增强的数据采集和传感器记录)以及安全功能和新特性,其中包括红外调制逻辑和用于旋转检测的双重模拟前端。

低功耗 + 高性能:

TI 的 MSP 低功耗 + 高性能微控制器为设计人员提供增强的性能和具有更多片上外设的更多设计选项,同时具有前所未有的低功耗。这些 MCU 非常适合由电池供电、大部分时间处于运行状态且具有高计算要求的应用。该家族的全新 MSP432™ 微控制器为 32 位微控制器,借助标准化的 ARM® 内核提供更高性能,同时还带来 MSP 微控制器的低功耗优势。

无线:

德州仪器 (TI) 的 RF430CC430 微控制器平台为基于微控制器的应用提供业界功耗最低的单芯片射频 (RF) 系列产品。这些片上系统使低于 1GHz 和近场通信设计更简单、小巧、性能强大和节能,能够为楼宇自动化到资产跟踪的高级射频网络应用提供帮助。除了集成射频,我们还提供软件示例和 TI 参考设计来说明如何使用 MSP 微控制器和 TI 的独立收发器来创建系统。


技术特色 — 了解 MSP

最低功耗

MSP 低功耗 16 位和 32 位微控制器的功耗可达到行业最低,而现在您可以亲自体验一番。嵌入式微处理器基准协会 (EEMBC) 现在提供了 ULPBench™ 基准测试。这项新的 ULPBENCH 基准测试涵盖了包括实时时钟、功耗模式和集成硬件在内的系统功能。该基准测试提供给了不同微控制器的系统级电流和能效的真实对比现在就可获取现成的分数,或者开发人员也可以使用 ULPBench EnergyMonitor™ 自行对比器件。

MSP 低功耗微处理器的性能比同类竞争产品高出 30%,因为该产品的设计着重于应用级功耗,其中包括低漏电制造工艺、设计/架构技术和软件管理型节能功能(独立外设及五种器件级低功耗模式 (LPM))。LPM 结合时钟选通和低/高频时钟的应用来实现最佳电流消耗、高性能、自主外设操作和最低加电延迟。

高性能低功耗模式允许:

  • 采用 ADC 样片
  • 在整个存储器范围内传输数据
  • 输出 PWM 信号
  • 更新 LCD
  • 收发串行通信


                 ULPBENCH 徽标

ULPBENCH 图
MSP 超低功耗 16 位 RISC CPU

 

集成外设

超过 400 种的 MSP 器件可提供高性能外设,包括 USB、射频、LCD 控制器和 Sigma-Delta ADC。因此,设计人员能为许多低功耗应用找到合适的 MSP 器件。这样的集成可为解决方案缩小物理封装尺寸并降低物料清单成本。

我们的外设旨在为您提供最多的功能,并且以最低的功耗提供系统级中断、重置和总线仲裁。许多外设可自主运行,因而最大程度缩短了工作模式下占用 CPU 的时间。这就意味着 MSP 微控制器将以更低的功耗展现更高的性能。

MSP432™ 微控制器全新功能 - 为了达到最高性能,同时保持低功耗运行,全新的 MSP432 微控制器系列加入了额外的集成外设和特性,其中包括 1MSPS 14 位 ADC、集成 LDO 和直流/直流转换器、独立的闪存组、可选的 RAM 保持、存储于 ROM 中的驱动程序库以及 1.62 – 3.7V IO。

超过 400 种器件配置

闪存:高达 512 KB

RAM:高达 64 KB RAM

封装/引脚数:超过 25 种封装,多达 113 个引脚

经济实惠:提供低成本超值系列微控制器


创新型集成

FRAM – 嵌入式存储器的未来

可选的 RAM 保持 – 每个 RAM 组节省 30nA

CapTIvate™ 电容式触控技术 – 用于按钮、滚轮、滑块和接近感应解决方案的低功耗易用技术

高分辨率计时器 – 4 纳秒分辨率

A-POOL – 可配置的模拟块

USB – 全速 2.0

射频 – 低于 1GHz(13.56、433、868、915MHz)

ESP430 – 用于电子计量算法的第二个内核

24 位 – Sigma Delta ADC

完整外设集

器件集成有以下外设:
  • 10、12、14 位 ADC,高达 1MSPS
  • 24 位 Sigma Delta
  • 12 位 DAC
  • 16、32 位计时器
  • I2C、SPI、UART
  • LCD 驱动器
  • IP 保护/安全闪存区
  • 独立闪存组
  • 看门狗计时器
  • 欠压复位
  • CapTIvate 电容式触控技术
  • 1.62 – 3.7V I/O
  • 实时时钟
  • 电源管理模块
  • 集成 LDO 和直流/直流转换器
  • 高级加密标准 (AES) 硬件加速器
  • 存储于 ROM 中的驱动程序库

有关更多详细信息,请访问我们的“模拟集成”页面。

嵌入式 FRAM

FRAM(铁电随机存取存储器)是一种非易失性存储器,它将 SRAM 的速度、低功耗、使用寿命和灵活性与闪存的可靠性和稳定性相结合,以便让程序和数据合并到统一的存储器空间中,从而带来了功率最低、最易用的微控制器架构。

  • 低功耗
  • 更高速的数据吞吐
  • 几乎无限的写入寿命
  • 可将任意存储器选区用于存放程序或数据

访问 www.ti.com/fram 了解详情


功耗 - 图

嵌入式射频

嵌入式射频

RF430 技术平台 - 为基于微控制器的应用提供业界功耗最低的单芯片射频 (RF) 系列产品。

通过使射频设计变得简单、小巧、功能丰富和节能,RF430 平台有助于提高射频网络应用水平,这些应用包括工业/楼宇自动化、资产跟踪、能量收集、工业监控和篡改检测、个人无线网络、警报和安全系统、运动/人体监控以及自动抄表基础设施 (AMI)。

了解有关 RF430 的更多信息

产品系列 — 了解 MSP

MSP 系列产品包括从 MSP 超值系列到高度集成嵌入式 FRAM 微控制器等超过 450 种器件。

 

系列 超低功耗 低功耗 + 高性能 安防 + 通信
器件型号 MSP430L09x 低压 MSP430G2x/i2x MSP430F1x MSP430F2x/4x MSP430FRxx FRAM MSP430F5x/F6X/FG6x MSP432 RF430 CC430
最大速度 (MHz) 4 16 16 16 24 25 48 4 20
NVM(最大 KB) 0 56 120 120 128 512 256 ROM 固定功能 32
SRAM(最大 KB) 2 4 10 8 2 67 64 4 4
GPIO 11 4–32 10–48 14–80 17–40 29–90 48-84 高达 8 30–44
比较器
计时器
ADC 部分配备
DAC        
UART  
I2C  
SPI  
电容式触控            
乘法器  
DMA    
运算放大器        
LCD        
RTC      
PMM        
1.8-V I/O            
CRC        
高分辨率计时器              
USB              
硬件加密 (AES)        
FRAM             部分配备  
射频               13.56Mhz(ISO 15693 或 ISO 14443B 接口) 低于 1GHz

器件型号解码器 – 了解 MSP

MSP430 器件编号解码器图

处理器系列

CC = 嵌入式射频无线电
MSP = 混合信号处理器
XMS = 实验器件

MSP430™ 微处理器平台

低功耗微控制器平台

器件类型
存储器类型

C = ROM
F = 闪存
FR = FRAM
G = 闪存
L = 不是非易失性存储器

专门应用

AFE = 模拟前端
BT = 蓝牙
BQ = 非接触式电源
CG = 医疗用 ROM
FE = 闪存能量计
FG = 医疗用闪存
FW = 闪存电子流量计

系列

1 系列 = 高达 8 MHz
2 系列 = 高达 16 MHz
3 系列 = 传统 OTP
4 系列 = 高达 16 MHz,带 LCD

5 系列 = 高达 25 MHz
6 系列 = 高达 25 MHz,带 LCD
0 = 低电压系列

功能集

同一系列中的各种集成度

可选:A = 修订

不可用

可选:温度范围

S = 0°C 至 50°C
I = -40°C 至 85°C
T = -40°C 至 105°C

封装

www.ti.com/packaging

可选:分发格式

T = 小卷(7 英寸)
R = 大卷(11 英寸)
无标记 = 管或盘

可选:其他特性

*-Q1 = 通过汽车认证
*-EP = 增强型产品(-40°C 至 105°C)
*-HT = 极端温度器件(-55°C 至 150°C)


MSP432 器件编号解码器图

处理器系列

MSP = 混合信号处理器

XMS = 实验器件

MSP432™ 微处理器平台

32 位低功耗微控制器平台

系列

P = 高性能、低功耗系列

功能集

第一位

4 = 基于闪存的器件
      高达 48 MHz

第二位

0 = 通用

第三位

1 = ADC14

第四位

R = 256kB 闪存
       64kB SRAM
M = 128kB 闪存
       32kB SRAM

可选:温度范围

S = 0°C 至 50°C

I = -40°C 至 85°C

T = -40°C 至 105°C

封装

http://www.ti.com/packaging

可选:分发格式

T = 小卷(7 英寸)

R = 大卷(11 英寸)

无标记 = 管或盘

可选:其他特性

-EP = 增强型产品(-40°C 至 105°C)

-HT = 极端温度器件(-55°C 至 150°C)

-Q1 = 通过汽车 Q100 认证



选择开发套件 — 开始开发

MSP EVM 有三种类型:

入门套件

入门套件是让用户熟悉在 MSP 微控制器平台上进行开发的入门级套件。

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实验板

实验板含精选的 MSP 器件及附加硬件组件,可进行全系统评估和原型设计。

详情

设计套件

设计套件为高级开发人员准备了目标板和编程工具,以便将 MSP 微控制器集成到系统中。

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选择开发套件图

入门套件 — 开始开发

LaunchPad™ 开发套件和 BoosterPack™ 插件模块生态系统

MSP LaunchPad 开发套件提供着手开发所需的所有硬件和软件!

  • 支持的微控制器:
    • MSP430G2x MCU
    • MSP430F5529 MCU
    • MSP430FR2311 MCU
    • MSP430FR4133 MCU
    • MSP430FR5969 MCU
    • MSP430FR6989 MCU
    • MSP432P401R MCU
  • 板载仿真
  • 板载 LED 和按钮

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MSP 的 LaunchPad 和 BoosterPack 生态系统

不断发展的 BoosterPack™ 插件模块生态系统

提供许多插件模块,即将推出更多!

采用电容式触控、无线及其他技术:
  • 电容式触控 (430BOOST-SENSE1)
  • 低于 1GHz 的射频 (430BOOST-CC110L)
  • 基于 C5000 的电容式触控 + 音频 (430BOOST-AUDIO1)
  • RF430CL330H – NFC
  • CC3100 Wi-Fi® (CC3100BOOST)

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深入了解 eZ430™ 开发工具

采用板载仿真和独特外形

嵌入式仿真意味着进一步小型化,使得套件与 USB 记忆棒的尺寸相当,并且仅需 2 个引脚即可进行编程/调试。

eZ430-Chronos™ 开发工具

  • 基于 CC430
  • 低于 1GHz 的射频
  • 集成型传感器
  • 可重复编程

了解有关 eZ430-Chronos™ 开发工具的更多信息
查看适用于 EZ430-Chronos™ 开发工具的全部项目




eZ430 开发平台

全功能评估:实验板 — 开始开发

实验板含精选的 MSP 微控制器以及 LCD 等附加硬件组件,可轻松进行系统评估和原型设计。它们是用于了解新架构或测试器件系列功能的最佳工具。


F5529 USB 实验板

  • 基于 MSPF5529
  • 完整的 USB 开发套件
  • 板载仿真
  • LCD、SD 读卡器、电容式触控及更多!

在线购买

查看所有 MSP 实验板

F5529 USB 实验板

系统集成:设计套件及编程器 — 开始开发

设计套件可让您将 MSP 微控制器集成到应用中并实现全系统调试。此类套件附带了完成整个项目所需的一切,包括目标板、USB 调试和编程接口、免费的 IDE 软件、MSP 微控制器样片和电缆。目标板是用于 MSP 微控制器的分接板,包含一个特定封装和引脚数的插座,并允许您添加自己的硬件。请在器件网页上仔细核实您打算使用的器件的推荐工具。

与合适的目标板配对使用时,MSP-FETUIF 可以对所有的 MSP 微控制器进行编程和调试。目标板适用于所有 MSP 微控制器,采用 ZIF 目标插座来与各种引脚和封装类型相连。


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MSP-FET430xyz 设计套件图

生产编程器

我们还提供生产编程器,例如 MSP-GANG。此类套件有助于缩短产品上市时间,且可以同时对八个目标编程!


在线购买 了解详情

MSP-GANG

选择开发环境 — 开始开发

MSP 微控制器依托从初学者到资深工程师都可以使用的软件工具的完整生态系统。

查看可用的 MSP 工具和软件


软件抽象

 

全功能 IDE

 

全功能 IDE

各种 IDE 可用于更高级的软件设计中。这些环境提供了完整调试功能、附加设计支持和优化工具。

用于 MSP 的 Code Composer Studio™ IDE
IAR Embedded Workbench Kickstart
Keil® 集成环境 µVision® IDE

Energia

 

Energia

由社区开发的简化编程环境,可实现编码到高级功能的简化。Energia 是一个用于 LaunchPad™ 开发套件的基于 Wiring 语言的开源电子原型设计平台。

MSPWare — 高级开发


MSPWare


使用 MSPWare 即时访问所有设计资源

  • 用于导航代码示例、文档、API 和其他资源的整洁直观的 GUI
  • 通过器件、开发工具或软件库即时筛选资源
  • 搜索时间越短意味着开发时间越短。MSPWare 可为您的低功耗微控制器开发提供一站式服务。

立即下载

了解详情

借助 MSP 驱动程序库,几分钟内便可成为微控制器专家

  • 借助消除逐位编程的抽象化 API 库加快上市速度
  • 采用通俗易懂的函数调用来启用、配置和使用 MSPF5xx/6xx 微控制器外设
  • 不流于粗浅介绍的详细文档可帮助客户深入了解实际应用开发。

在熟悉的开发环境中进行设计

  • MSPWare 是免费的,可用作 CCSv6、IAR 的插件,也可作为独立的可执行程序。
  • 可轻松将代码示例导入 CCS 中并阅读 MSPWare 中的文档,实现无缝的学习和开发环境
  • 完整的 MSP 软件生态系统还包括基于 GUI 的外设 Grace™ 图形配置工具、射频和 USB 软件资源以及 ULP Advisor™ 软件。

外设配置 — 高级开发

MSP 驱动程序库

  • 外设功能编码而非逐位编程
  • 直观的函数调用和参数意味着减少阅读产品说明书的时间
  • 使用驱动程序库编写整个应用
  • 所有 MSPF5xx/6xx 微控制器的代码示例
  • 最低的开销
  • MSP432P4xx 微控制器

外设配置 — MSP 驱动程序库

Grace™ 图形配置工具:用于启用和配置 MSPF2xx 和 G2xx 外设的 GUI

  • 利用按钮、下拉菜单和文本字段生成可为您的应用启用和配置外设的 C 代码
  • 多种抽象层 — 基础视图、高级用户视图和寄存器视图
  • 通过实用的提示指导开发人员完成整个配置过程
  • 可作为用于 Code Composer Studio™ IDE 的免费插件,也可作为用于其他 IDE 支持的独立可执行程序。

立即下载 (272 MB)

了解详情

Grace

ULP Advisor™ 软件:针对低功耗优化代码 — 高级开发

  • 根据 MSP ULP 核对表检查代码
  • 规则由行业低功耗专家制定并验证
  • ULP Advisor 软件 Wiki 包含每条规则的说明、建议解决办法、代码示例以及用于访问相关 E2E™ 在线社区的链接
  • ULP Advisor 软件是免费的,可用作 Code Composer Studio™ IDE 的插件,也可作为用于其他 IDE 支持的独立命令行工具

每条规则都有详细指导:

  • 如果放任不管将产生影响
  • 解决办法(若有需要)
  • 代码示例
  • 文档/相关资源
  • 视频
  • E2E 在线社区和更多

了解详情

ULP Advisor

EnergyTrace™ 软件

EnergyTrace 软件实现了一种测量 MSP 微处理器应用中的能耗的新方法。使用 Code Composer Studio™ IDE 版本 6 或更高版本,再结合专用的调试器,可以对所有 MSP 微控制器执行功耗性能评测。使用支持 EnergyTrace+™ 软件的专用器件时,用户还可以查看 CPU 状态,从而更迅速地调试系统功率。此外,支持 EnergyTrace++™ 软件的器件还有助于查看外设状态。

找到您系统中的功耗黑洞
EnergyTrace

SYS/BIOS:用于 MSP 的实时操作系统 — 高级开发

随着 MSP 微控制器的扩展带来更大的存储器占用和高集成度后,实时操作系统可为您的应用提供确切的时间,确保执行最高优先级的线程。

了解详情并下载软件
了解其他工具和软件解决方案

 

适用于 MSP 调度程序的实时操作系统 (RTOS) 图

适用于 MSP 调度程序的实时操作系统 (RTOS) 图

特定于应用的库 — 高级开发

除了 MSPWare 和 ULP Advisor™ 软件等开发人员支持工具,德州仪器 (TI) 还提供了许多特定于应用的库和工具,以便简化开发过程。


CapTIvate 电容式触控技术

CapTIvate™ 电容式触控技术

通过使用 CapTIvate 设计中心 GUI,按钮、滚轮、滑块和接近传感解决方案的开发人员可以拖放传感器,在五分钟甚至更短的时间内快速配置系统并开始性能调优。CapTIvate 设计中心支持采用 CapTIvate 技术的 MSP MCU。

了解有关采用 CapTIvate 技术的 MSP MCU 的更多信息

如需了解较早电容式触控器件的支持信息,请参阅电容式触控感应库

IQMath 库图

针对 MSP 微控制器优化的数学库

使用我们的免费库改善 MSP 的数学性能。用于 MSP 的 IQmathLib 非常适合于关注性能和节能的应用。此库可提供 100 倍于常用定点函数的性能。如果对浮点数学感兴趣,MSPMATHLIB 可提供 26 倍的性能提升。

了解有关 MSPMATHLIB 浮点数学库的更多信息

了解有关 IQmathLib 定点数学库的更多信息


射频开发图

射频开发

利用所有 MSP 微控制器上的射频摆脱电缆,轻松地为应用增加无线功能;支持包括 NFC、低于 1GHz 和蓝牙在内的协议。访问 www.TI.com/wireless 了解该生态系统

了解详情

 

想要查找其他信息?

查找 USB 和能源库等其他库

其他开发资源 — 高级开发

下载代码示例

借助针对各种应用提供的代码示例立即熟悉 MSP 微控制器。

下载

 

培训

我们提供不同的培训和支持选项,因此您可以获得使用 MSP 微控制器进行成功开发所需的全部信息。我们的 E2E 在线社区上提供各种亲身参与的实际操作技术讲座和在线演示,您可以在其中与同行和专家聊天。

MSP 设计技术讲座
在我们的 YouTube 页面上观看 MSP 视频

 

MSP Wiki

访问 MSP Wiki 以获取其他技术信息和示例项目。这是一个学习和贡献知识的极佳平台。

MSP 设计技术讲座

 

E2E™ 在线社区

搜索解决方案、寻求帮助、分享知识、与同行工程师及 TI 专家一起解决问题。

查看 E2E 在线社区

 

43oh

43oh 是专门针对 MSP 的在线社区。进入该社区即可访问 MSP 动态、项目和论坛。



德州仪器 (TI) 的低功耗微控制器 (MCU) 是基于 RISC 的混合信号处理器,包含智能模拟和数字外设,而且可提供许多其他选项(如低功耗嵌入式射频)和安全性(如 AES 加密)。TI 针对低功耗 MCU 提供强大的设计支持,其中包括立即开始使用该产品所需的技术文档、培训以及硬件和软件工具!