MSP430FR6043 用于气流和水流计量应用的超声波感应 MSP430™ 微控制器 | 德州仪器 TI.com.cn

MSP430FR6043 (正在供货)

用于气流和水流计量应用的超声波感应 MSP430™ 微控制器

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EVM for evaluation of ultrasonic sensing gas and water applications (EVM430-FR6043). Order now

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描述

德州仪器 (TI) MSP430FR6043 SoC 隶属 MSP430 超声波传感微控制器 (MCU) 系列产品,该器件功能强大、集成度高,专为超声波水表、热量计和燃气表而设计。这些 MCU 提供集成的超声波传感解决方案 (USS_A) 模块,该模块可针对多种流速提供高精度测量。USS_A 高度集成,需要的外部组件极少,因而有助于实现超低功耗计量并降低系统成本。

MSP430FR6043 器件采用低功耗加速器 (LEA),可实现基于高速 ADC 的信号采集以及后续优化数字信号处理,为电池供电型计量提供了一款超低功耗、高精度的计量解决方案 应用。

USS_A 模块包括可编程脉冲发生器 (PPG) 和具有低阻抗输出驱动器的物理接口 (PHY),以实现最佳传感器激励和准确的阻抗匹配,从而在零流量漂移 (ZFD) 方面达到最佳效果。USS_A 模块还包含可编程增益放大器 (PGA) 和高速 12 位 8Msps Σ-Δ ADC (SDHS),便于通过行业标准超声波传感器实现精确的信号采集。

MSP430FR6043 MCU 还集成了其他外设,以针对计量提高系统集成度。它具有计量测试接口 (MTIF) 模块,能够通过脉冲生成来指示仪表测量的流量。它还具有片上 8 通道多路复用器 LCD 驱动器、实时时钟 (RTC)、12 位 SAR ADC、模拟比较器、高级加密 (AES256) 和循环冗余校验 (CRC) 模块。

MSP430FR604x 和 MSP430FR504x MCU 由广泛的硬件和软件生态系统提供支持,随附参考设计和代码示例,便于您快速开始设计。开发套件包括 MSP-TS430PN80C 80 引脚目标开发板EVM430-FR6043 超声波气流计 EVM。TI 还提供免费软件,包括超声波传感设计中心、超声波传感软件库和 MSP430Ware™ 软件

MSP430FR604x MCU 系列集成了 TI 的 FRAM(铁电 RAM)和功耗整体超低 MSP 系统架构,从而使系统设计人员能够在降低能耗的同时提升性能。FRAM 技术兼有 RAM 的低功耗快速写入、灵活性、耐用性和闪存非易失性等特性。

特性

  • 功耗超低的一流超声波水流和气流测量
      • 在低流速到高流速的情况下以及工作温度范围内的差分飞行时间 (dToF) 精度为 ±12.5ps
      • 可在 500:1 的宽动态范围内实现 ±1% 精度
      • 在直径为 25mm 的管道上,能够测量的最大流速为 8800 升/小时(40 加仑/分钟)
      • 能够检测的最小流速小于 1 升/小时(0.005 加仑/分钟)
      • 高精度时间测量分辨率小于 5ps
      • 在每秒获取一组结果的条件下总体电流消耗大约为 3µA
      • 能够支持直径为 15mm 至 1000mm 的宽管道尺寸
    • 气体
      • 在低流速到高流速的情况下以及工作温度范围内的差分飞行时间 (dToF) 精度为 ±250ps
      • 可在流速高达 12000 升/小时的条件下实现 ±1% 的精度,具有 200:1 的宽动态范围
      • 能够测量的流速大于 25000 升/小时
      • 能够检测的最小流速小于 3 升/小时
      • 高精度时间测量分辨率小于 100ps
      • 在每秒获取一组结果的条件下总体电流消耗大约为 20µA
  • 符合并超出 ISO4064、OIML R49、EN 14236 和 EN 1434 精度标准
  • 能够直接与标准超声波传感器(高达 2.5MHz)连接
  • 集成模拟前端 – 超声波传感解决方案 (USS_A),包括
    • 用于在各种频率下生成多音调脉冲的可编程脉冲发生器 (PPG)
    • 用于控制输入和输出通道且具有低阻抗输出驱动器 (4Ω) 的集成 PHY
    • 具有高达 8Msps 输出数据速率的高性能高速 12 位模数转换器 (SDHS)
    • 具有 –6.5dB 至 30.8dB 增益的可编程增益放大器 (PGA)
    • 输出范围为 68MHz 至 80MHz 的高性能 PLL
  • 计量测试接口 (MTIF)
    • 脉冲发生器和脉冲计数器
    • 脉冲率高达 1024 次脉冲/秒 (p/s)
    • 计数容量高达 65535(16 位)
    • 在 LPM3.5 下以 200nA(典型值)运行
  • 低功耗加速器 (LEA)
    • 独立于 CPU 运行
    • 与 CPU 共享 8KB RAM
    • 256 点高效复变 FFT:比 Arm® Cortex®-M0+ 内核快 40 倍
  • 嵌入式微控制器
    • 时钟频率高达 16MHz 的 16 位精简指令集计算机 (RISC) 架构
    • 宽电源电压范围:1.8V 至 3.6V (1)
  • 优化的超低功耗模式
    • 激活模式:大约 120 µA/MHz
    • 具有实时时钟 (RTC) 的待机模式 (LPM3.5):450nA (2)
    • 关断电流 (LPM4.5):30nA
  • 铁电随机存取存储器 (FRAM)
    • 容量高达 64KB 的非易失性存储器
    • 超低功耗写入
    • 以 125ns/字(4ms 内写入 64KB)的速度快速写入
    • 统一的存储器 = 程序 + 数据 + 存储都处于同一存储空间
    • 耐写次数达 1015
    • 抗辐射和非磁性
  • 智能数字外设
    • 32 位硬件乘法器 (MPY)
    • 6 通道内部 DMA
    • 带有日历和报警功能的 RTC
    • 6 个 16 位计时器,每个计时器具有多达 7 个捕捉/比较寄存器
    • 32 位和 16 位循环冗余校验 (CRC)
  • 高性能模拟
    • 12 通道模拟比较器
    • 12 位 ADC,具有窗口比较器、内部基准和采样保持功能以及多达 8 条外部输入通道
    • 具有高达 248 段对比度控制的集成 LCD 驱动器
  • 多功能输入/输出端口
    • 所有引脚均支持电容式触控功能,无需外部组件
    • 可按位、字节和字进行访问(成对访问)
    • 所有端口均可从 LPM 进行边沿可选唤醒
    • 所有端口均具有可设定的上拉电阻或下拉电阻
  • 代码安全性和加密
    • 128 位或 256 位 AES 安全加密和解密协处理器
    • 用于随机数生成算法的随机数种子
    • IP 封装可保护存储器免遭外部访问
    • FRAM 可提供固有安全性优势
  • 增强型串行通信
    • 多达 4 个 eUSCI_A 串行通信端口
      • 支持自动波特率检测的 UART
      • IrDA 编码和解码
    • 多达 2 个 eUSCI_B 串行通信端口
      • 支持多从器件寻址的 I2C
    • 硬件 UART 或 I2C 引导加载程序 (BSL)
  • 灵活的时钟系统
    • 具有 10 个可选厂家调整频率的固定频率数控振荡器 (DCO)
    • 低功耗低频内部时钟源 (VLO)
    • 32kHz 晶振 (LFXT)
    • 高频晶振 (HFXT)
  • 开发工具和软件
  • 器件比较 汇总了可用的器件型号和封装选项
  • 有关完整的模块说明,请参阅《MSP430FR58xx、MSP430FR59xx 和 MSP430FR6xx 系列用户指南》

(1)最低电源电压受限于 SVS 电平,请参阅 SVS 规格)

(2)RTC 由 3.7pF 晶振生成。

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参数

与其它产品相比 超声波和高性能传感 MCU 邮件 下载到电子表格中
Part number 立即下单 Non-volatile memory (kB) RAM (KB) ADC ADC: channels (#) GPIO pins (#) I2C SPI UART Comparator channels (#) Package Group Approx. price (US$) Timers - 16-bit Bootloader (BSL) Operating temperature range (C) Package size: mm2:W x L (PKG) Features
MSP430FR6043 立即下单 64     12     12-bit SAR     8     57     2     6     4     12     LQFP | 80     6.53 | 1ku     6     UART     -40 to 85     80LQFP: 196 mm2: 14 x 14 (LQFP | 80)     DMA
LCD
Low-energy accelerator (LEA)
MTIF (metering test interface)
Real-Time Clock
Ultrasonic Sensing AFE    
MSP430FR5041 无样片 32     12     12-bit SAR     8     44     2     6     4     12     LQFP | 64
VQFN | 64    
  6     UART     -40 to 85     64LQFP: 144 mm2: 12 x 12 (LQFP | 64)
64VQFN: 81 mm2: 9 x 9 (VQFN | 64)    
DMA
Low-energy accelerator (LEA)
MTIF (metering test interface)
Real-Time Clock
Ultrasonic Sensing AFE    
MSP430FR5043 无样片 64     12     12-bit SAR     8     44     2     6     4     12     LQFP | 64
VQFN | 64    
  6     UART     -40 to 85     64LQFP: 144 mm2: 12 x 12 (LQFP | 64)
64VQFN: 81 mm2: 9 x 9 (VQFN | 64)    
DMA
Low-energy accelerator (LEA)
MTIF (metering test interface)
Real-Time Clock
Ultrasonic Sensing AFE    
MSP430FR50431 无样片 64     12     12-bit SAR     8     44     2     6     4     12     LQFP | 64
VQFN | 64    
  6     I2C     -40 to 85     64LQFP: 144 mm2: 12 x 12 (LQFP | 64)
64VQFN: 81 mm2: 9 x 9 (VQFN | 64)    
DMA
Low-energy accelerator (LEA)
MTIF (metering test interface)
Real-Time Clock
Ultrasonic Sensing AFE    
MSP430FR6041 无样片 32     12     12-bit SAR     8     57     2     6     4     12     LQFP | 80       6