1.1.2 MSP430单片机特点

MSP430系列单片机发展到现在已有多个系列共500多种型号。本书以MSP430G2553单片机为例进行编写。

MSP430以低功耗而闻名，其低功耗水平在业界领先，非常适合电池供电等有低功耗要求的领域。

MSP430单片机的主要特点如下。

1.超低功耗

MSP430系列单片机具有超低功耗特性，这得益于它在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。首先，其电源电压采用1.8～3.6V的低电压，这使得它在1MHz的时钟下运行时，功耗低至165μA左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μA。其次，MSP430系列单片机具有独特的时钟系统设计，其CPU和各功能所需的时钟是由系统时钟产生的，并且这些时钟的开启和停止受指令的控制，从而实现时钟源的灵活切换、CPU运行的调速，协调了功耗与性能的关系。

2.强大的运算处理能力

MSP430系列单片机能在25MHz晶振的驱动下，实现40ns的指令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加运算）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如DTMF、FFT等）。MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址）、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令。其大量的寄存器和片内数据存储器都可参与多种运算，它还有高效的查表处理指令。

3.高性能模拟技术和丰富的片内外设

MSP430系列单片机是典型的“混合信号处理器”，其各系列都集成了较丰富的片内外设，它们分别是“看门狗”（WDT）、模拟比较器A、定时器A（Timer_A）、定时器B（Timer_B）、硬件乘法器、串口（USART）、I2C总线、液晶驱动器、10位/12位/14位ADC、12位DAC、直接数据存取（DMA）、I/O端口、基本定时器（Basic Timer）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不同组合。MSP430系列单片机的这些片内外设缩短了开发流程，节约了开发成本，为系统的单片机解决方案提供了极大的便利。

4.系统工作稳定

MSP430系列单片机改进了“看门狗”、时钟、电源管理等片内外设，以保证它稳定工作。系统上电复位后，首先由数字控制振荡器（DCO）启动CPU，保证晶体振荡器在稳定的时间范围内起振；然后通过设置适当的寄存器来确定最后的系统时钟频率。若晶体振荡器在用于CPU时钟MCLK时发生故障，DCO就会自动启动，以保证系统正常运行。另外，MSP430系列单片机集成的“看门狗”定时器可配置为“看门狗”模式，若单片机“死”机，则能自动重启。

5.灵活高效的开发环境

MSP430系列单片机分为3种类型：OPT型、Flash型和ROM型，其中Flash型是国内选用的主流。不同类型器件的开发手段不同，对于OPT型和ROM型器件，先使用仿真器开发，再烧写或掩膜芯片。对于Flash型，因其片内有JTAG调试接口，所以有较为方便的开发调试环境。它还有可电擦写的Flash存储器，因此采用先由JTAG接口下载程序到Flash内，再通过JTAG接口控制程序的运行，由JTAG接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台PC和一个JTAG调试器，而不需要专用仿真器和编程器，实现了在线编程和仿真，使得开发工具的使用变得简单、方便。