TMS320C2000 DSP技術手冊：硬件篇以TMS320F2812為例，介紹TMS320C2000系列DSP的基本特點、應用場合、結構組成、內部各功能模塊以及基本工作原理等內容，同時結合實際使用情況，針對處理器各功能模塊的特點，分別給出有效的硬件連接原理圖及測試結果、實現(xiàn)方法等，為用戶了解相關處理器領域發(fā)展概況、快速掌握該處理器各功能模塊的特點、設計出滿足使用要求的數(shù)字控制系統(tǒng)提供參考。
TMS320C2000 DSP技術手冊：硬件篇可供利用TI的TMS320C2000系列DSP進行數(shù)字控制系統(tǒng)設計及開發(fā)、調試的工程技術人員參考，也可作為高等院校電子及相關專業(yè)本科生和研究生的教材。
前言
第1章 概述
1.1 TI的發(fā)展歷程及文化
1.2 TI產品
1.3 微控制器產品簡介
1.4 DSP基礎知識
1.5 典型數(shù)字控制系統(tǒng)
1.6 其余DSP廠商簡介
第2章 TMS320F281x處理器功能概述
2.1 概述
2.2 封裝信息
2.3 TMS320F281x處理器主要特點
2.4 引腳分布及引腳功能
2.5 C28x內核
2.5.1 C28x內核兼容性
2.5.2 C28x內核組成
2.5.3 C28x的主要特性
2.5.4 仿真邏輯特性
2.5.5 C28x的主要信號
2.5.6 C28x的結構
2.5.7 C28x的總線
2.5.8 C28x的寄存器
2.5.9 程序流
2.5.10 乘法操作
2.5.11 移位操作
2.6 時鐘系統(tǒng)
2.6.1 時鐘和系統(tǒng)控制
2.6.2 時鐘寄存器
2.6.3 振蕩器OSC和鎖相環(huán)PLL時鐘模塊
2.6.4 低功耗模式
2.6.5 XCLKOUT引腳
2.7 看門狗模塊
2.8 CPU定時器
2.8.1 概述
2.8.2 CPU定時器的寄存器
2.9 通用I/O
2.9.1 概述
2.9.2 GPIO寄存器
第3章 TMS320F281x供電電源
3.1 供電電源概述
3.1.1 電源電壓
3.1.2 電源引腳
3.2 供電時序
3.2.1 上電時序
3.2.2 掉電時序
3.3 電源設計
3.3.1 TI推薦的供電電源電路
3.3.2 供電電源方案
3.4 低功耗模式
3.4.1 低功耗模式介紹
3.4.2 低功耗模式控制寄存器
3.4.3 低功耗模式喚醒
第4章 TMS320F281x中斷系統(tǒng)
4.1 中斷源
4.2 PIE中斷擴展
4.2.1 外設級中斷
4.2.2 PIE級中斷
4.2.3 CPU級中斷
4.3 中斷向量
4.3.1 中斷的映射方式
4.3.2 復用PIE中斷的處理
4.3.3 使能/禁止復用外設中斷的處理
4.3.4 外設復用中斷向CPU申請中斷的流程
4.3.5 中斷向量表
4.3.6 PIE寄存器
4.4 可屏蔽/不可屏蔽中斷
4.4.1 可屏蔽中斷處理
4.4.2 不可屏蔽中斷處理
第5章 TMS320F281x存儲空間及擴展接口
5.1 F2812內部存儲空間
5.1.1 F2812片上程序/數(shù)據(jù)存儲器
5.1.2 F2812片上保留空間
5.1.3 CPU中斷向量表
5.2 片上存儲器接口
5.2.1 CPU內部總線
5.2.2 32位數(shù)據(jù)訪問的地址分配
5.3 片上Flash和OTP存儲器
5.3.1 Flash存儲器
5.3.2 Flash存儲器尋址空間分配
5.4 外部擴展接口
5.4.1 外部接口描述
5.4.2 外部接口的訪問
5.4.3 寫操作緊跟讀操作的流水線保護
5.4.4 外部接口的配置
5.4.5 配置建立、激活及跟蹤等待狀態(tài)
5.4.6 外部接口的寄存器
5.4.7 外部接口DMA訪問
5.4.8 外部接口操作時序圖
5.4.9 XINTF接口應用舉例
第6章 TMS320F281x事件管理器模塊
6.1 概述
6.1.1 事件管理器組成及功能
6.1.2 相對240x的EV增強特性
6.1.3 事件管理器的寄存器地址
6.1.4 GP定時器
6.1.5 使用GP定時器產生PWM輸出
6.1.6 比較單元
6.2 PWM電路
6.2.1 有比較單元的PWM電路
6.2.2 PWM信號的產生
6.2.3 空間向量PWM
6.3 捕獲單元
6.3.1 捕獲單元概述
6.3.2 捕獲單元的操作
6.3.3 捕獲單元的FIFO堆棧
6.3.4 捕獲單元的中斷
6.3.5 QEP電路
6.4 事件管理器中斷
6.4.1 EV中斷概述
6.4.2 EV中斷請求和服務
6.5 事件管理器寄存器
6.5.1 寄存器概述
6.5.2 定時器寄存器
6.5.3 比較寄存器
6.5.4 捕獲單元寄存器
6.5.5 EV中斷寄存器
6.5.6 EV擴展控制寄存器
6.5.7 寄存器位設置與240x的區(qū)別
第7章 TMS320F281x串行通信接口模塊
7.1 增強型SCI模塊概述
7.2 SCI模塊結構及工作原理
7.2.1 SCI模塊信號總結
7.2.2 多處理器和異步處理模式
7.2.3 SCI可編程數(shù)據(jù)格式
7.2.4 SCI多處理器通信
7.2.5 空閑線多處理器模式
7.2.6 地址位多處理器模式
7.2.7 SCI通信格式
7.2.8 SCI中斷
7.2.9 SCI波特率計算
7.2.10 SCI增強特性
7.3 SCI的寄存器
7.3.1 SCI模塊寄存器概述
7.3.2 SCI通信控制寄存器
7.3.3 SCI控制寄存器1
7.3.4 SCI波特率選擇寄存器
7.3.5 SCI控制寄存器2
7.3.6 SCI接收器狀態(tài)寄存器
7.3.7 接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器
7.3.8 SCI發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器
7.3.9 SCI FIFO寄存器
7.3.10 SCI優(yōu)先級控制寄存器
第8章 TMS320F281x串行外圍接口模塊
8.1 SPI模塊概述
8.1.1 SPI模塊結構及工作原理
8.1.2 SPI模塊信號概述
8.2 SPI模塊寄存器概述
8.3 SPI操作
8.4 SPI中斷
8.4.1 SPI中斷控制位
8.4.2 數(shù)據(jù)格式
8.4.3 波特率和時鐘設置
8.4.4 復位的初始化
8.4.5 數(shù)據(jù)傳輸實例
8.5 SPI FIFO描述
8.6 SPI寄存器和通信時序波形
8.6.1 SPI控制寄存器
8.6.2 SPI實例波形
8.7 SPI應用實例
第9章 TMS320F281x eCAN總線模塊
9.1 CAN總線
9.1.1 CAN總線的發(fā)展
9.1.2 CAN總線相關概念和特征說明
9.1.3 CAN總線特點
9.1.4 CAN總線的協(xié)議層
9.1.5 CAN總線的物理連接
9.1.6 CAN總線的仲裁
9.1.7 CAN總線的通信錯誤
9.1.8 CAN總線數(shù)據(jù)格式
9.1.9 CAN總線通信接口硬件電路
9.2 eCAN模塊介紹
9.2.1 eCAN模塊特點
9.2.2 eCAN模塊增強特性
9.3 eCAN控制器結構及內存映射
9.3.1 eCAN控制器結構
9.3.2 eCAN模塊的內存映射
9.3.3 eCAN模塊的控制和狀態(tài)寄存器
9.4 CAN模塊初始化
9.4.1 CAN模塊的配置步驟
9.4.2 CAN位時間配置
9.4.3 CAN總線通信波特率的計算
9.4.4 SYSCLK=150MHz時位配置
9.4.5 EALLOW保護
9.5 eCAN模塊消息發(fā)送
9.5.1 消息發(fā)送流程
9.5.2 配置發(fā)送郵箱
9.5.3 發(fā)送消息
9.6 eCAN模塊消息接收
9.6.1 接收消息流程
9.6.2 配置接收郵箱
9.6.3 接收消息
9.7 過載情況的處理
9.8 遠程幀郵箱的處理
9.8.1 發(fā)出數(shù)據(jù)請求
9.8.2 應答遠程請求
9.8.3 刷新數(shù)據(jù)區(qū)
9.9 CAN模塊中斷及其應用
9.9.1 中斷類型
9.9.2 中斷配置
9.9.3 郵箱中斷
9.9.4 中斷處理
9.10 CAN模塊的掉電模式
9.10.1 進入/退出局部掉電模式
9.10.2 防止器件進入/退出低功耗模式
9.10.3 屏蔽/使能CAN模塊的時鐘
第10章 TMS320F281x多通道緩沖串口模塊
10.1 McBSP概述
10.2 McBSP功能簡介
10.2.1 McBSP數(shù)據(jù)傳輸過程
10.2.2 McBSP數(shù)據(jù)壓縮解壓模塊
10.2.3 基本概念和術語
10.2.4 McBSP數(shù)據(jù)接收
10.2.5 McBSP數(shù)據(jù)發(fā)送
10.2.6 McBSP的采樣速率發(fā)生器
10.2.7 McBSP可能出現(xiàn)的錯誤
10.3 多通道選擇模式
10.3.1 2分區(qū)模式
10.3.2 8分區(qū)模式
10.3.3 多通道選擇模式
10.4 A-bis模式
10.5 時鐘停止模式
10.6 接收器和發(fā)送器的配置
10.6.1 復位、使能接收器/發(fā)送器
10.6.2 設置接收器/發(fā)送器相關引腳作為McBSP引腳
10.6.3 使能/禁止數(shù)字回路模式
10.6.4 使能/禁止時鐘停止模式
10.6.5 使能/禁止接收/發(fā)送多通道選擇模式
10.6.6 使能/禁止A-bis模式
10.6.7 設置接收幀/發(fā)送幀相位
10.6.8 設置接收/發(fā)送串行字長
10.6.9 設置接收/發(fā)送幀長度
10.6.10 使能/禁止異常接收/發(fā)送幀同步忽略功能
10.6.11 設置接收/發(fā)送壓縮解壓模式
10.6.12 設置接收/發(fā)送數(shù)據(jù)延遲
10.6.13 設置接收符號擴展和對齊模式
10.6.14 設置發(fā)送DXENA模式
10.6.15 設置接收/發(fā)送中斷模式
10.6.16 設置接收幀同步模式
10.6.17 設置發(fā)送幀同步模式
10.6.18 設置接收/發(fā)送幀同步極性
10.6.19 設置SRG幀同步周期和脈沖寬度
10.6.20 設置接收/發(fā)送時鐘模式
10.6.21 設置接收/發(fā)送時鐘極性
10.6.22 設置SRG時鐘分頻參數(shù)
10.6.23 設置SRG時鐘同步模式
10.6.24 設置SRG時鐘模式(選擇輸入時鐘)及極性
10.7 McBSP仿真模式及初始化操作
10.7.1 McBSP仿真模式
10.7.2 復位McBSP
10.7.3 McBSP初始化步驟
10.8 McBSP FIFO模式和中斷
10.8.1 FIFO模式下McBSP的功能和使用限制
10.8.2 McBSP的FIFO操作
10.8.3 McBSP接收/發(fā)送中斷的產生
10.8.4 訪問FIFO數(shù)據(jù)寄存器的約束條件
10.8.5 McBSP FIFO錯誤標志
10.9 McBSP寄存器
第11章 TMS320F281x模數(shù)轉換模塊
11.1 概述
11.2 自動轉換序列發(fā)生器的工作原理
11.2.1 順序采樣模式
11.2.2 同步采樣模式
11.3 不間斷自動定序模式
11.3.1 序列發(fā)生器啟動/停止模式
11.3.2 同步采樣模式說明
11.3.3 輸入觸發(fā)器說明
11.3.4 定序轉換期間的中斷操作
11.4 ADC時鐘預分頻器
11.5 低功率模式
11.6 上電順序
11.7 序列發(fā)生器覆蓋功能
11.8 內部/外部參考電壓選擇
11.9 ADC模塊電壓基準校正
11.9.1 誤差定義
11.9.2 影響分析
11.9.3 ADC校正
11.10 偏移誤差校正
11.11 ADC寄存器
11.11.1 ADC模塊控制寄存器
11.11.2 較大轉換通道寄存器
11.11.3 自動排序狀態(tài)寄存器
11.11.4 ADC狀態(tài)和標志寄存器
11.11.5 ADC輸入通道選擇排序控制寄存器
11.11.6 ADC轉換結果緩沖寄存器
11.12 模數(shù)轉換模塊應用實例
第12章 TMS320F281x Boot引導模式
12.1 Boot ROM簡介
12.2 DSP啟動過程
12.3 BootLoader特性
12.4 BootLoader數(shù)據(jù)流
12.5 各種引導模式
第13章 TMS320F281x硬件設計參考
13.1 基本模塊設計
13.1.1 時鐘電路
13.1.2 復位和看門狗
13.1.3 調試接口
13.1.4 中斷、通用的輸入/輸出和電路板上的外設
13.1.5 供電電源
13.1.6 引導模式與Flash程序選擇
13.2 原理圖和電路板布局設計
13.2.1 旁路電容
13.2.2 電源供電的位置
13.2.3 電源、地線的布線和電路板的層數(shù)
13.2.4 時鐘脈沖電路
13.2.5 調試/測試
13.2.6 一般電路板的布局指南
13.3 電磁干擾/電磁兼容和靜電釋放事項
13.3.1 電磁干擾/電磁兼容
13.3.2 靜電釋放
13.4 本章小結
參考文獻
第1 章 概 述
隨著電子技術的發(fā)展，微型計算機和數(shù)字控制處理芯片的運算能力和性得到很大提高，以微處理器為控制核心的全數(shù)字化控制系統(tǒng)不斷取代傳統(tǒng)的模擬器件控制系統(tǒng)。特別是進入21 世紀以后，DSP 技術得到了飛速發(fā)展，采用DSP 實現(xiàn)數(shù)字化處理和控制已經成為未來的發(fā)展趨勢，TI 和ADI 等主流DSP 廠商都推出了多個系列電機控制專用DSP 芯片。其中，TI 的TMS320C2000 系列就是專用于電機控制的芯片，目前被TI 歸類為高性能微控制器( MCU) ，但該系列產品在2008 年之前一直作為TI 三大系列DSP(C2000 、C5000 、C6000)之一推向市場，可見該系列產品具有較強的信號處理能力。事實上，該系列產品集微控制器和高性能DSP 特點于一身，具有強大的控制和信號處理能力，能夠實現(xiàn)復雜的控制算法。
本書尊從TI 的分類，稱TMS320C2000 為微控制器，也有資料稱之為DSP ，但實際上界限已經沒那么明確了，只要理解為用于控制的處理器就可以了。在學習TMS320C2000 MCU 之前，首先了解一下DSP 領域的領導者――TI 。
1.1 TI 的發(fā)展歷程及文化
德州儀器( Texas Instruments ，TI)是全球經驗豐富的半導體公司，為現(xiàn)實世界的信號處理提供創(chuàng)新的數(shù)字信號處理及模擬器件技術。除半導體業(yè)務外，還提供包括教育產品和數(shù)字光源處理解決方案(DLP) 。TI 總部位于美國德克薩斯州的達拉斯，在全球約有3 萬名雇員，并在亞洲、歐洲和美洲超過25 個國家設有制造、設計或銷售機構，在我國北京、上海、蘇州、南通、成都、珠海等16 個城市設立了分公司或辦事處。其中，在成都高新技術開發(fā)區(qū)設有在中國的及時家生產制造廠，該廠為8 英寸晶圓廠，名為德州儀器半導體制造(成都)有限公司，簡稱TI 成都。目前，TI 成都擁有1.1 萬m2 的生產面積，其年產能達到10 億美元，另有1.2 萬m2 的廠房預留為了未來的生產需求。
1930 年，德州儀器成立，名稱為" Geophysical Service" ，是及時家專門研究地球物理勘探反射地震驗測法的獨立承包商。
1951 年12 月，更名為Texas Instruments Incorporated(德州儀器) 。
1954 年，生產首枚商用晶體管。
1958 年，發(fā)明首塊集成電路(IC) 。
1967 年，發(fā)明手持式電子計算器。
1971 年，發(fā)明單芯片微型計算機。
1973 年，獲得單芯片微處理器專利。
1978 年，推出首個單芯片語言合成器，首次實現(xiàn)低成本語言合成技術。
1982 年，推出單芯片商用數(shù)字信號處理器(DSP) 。
1990 年，推出用于成像設備的數(shù)字微鏡器件，為數(shù)字家庭影院帶來曙光。
1992 年，推出microSPARC 單芯片處理器，集成工程工作站所需的全部系統(tǒng)邏輯。
1995 年，啟用Online DSP LabTM 電子實驗室，實現(xiàn)互聯(lián)網上TI DSP 應用的監(jiān)測。
1996 年，宣布推出0.18mm 工藝的Timeline 技術，可在單芯片上集成1.25 億個晶體管。
1997 年，推出每秒執(zhí)行16 億條指令的TMS320C6x DSP ，以全新架構創(chuàng)造DSP 性能記錄。
2000 年，推出每秒執(zhí)行近90 億個指令的TMS320C64x DSP 芯片，刷新DSP性能記錄；推出世界上功耗低的芯片TMS320C55x DSP ，推進DSP 的便攜式應用。
2003 年，推出業(yè)界首款ADSL 片上調制解調器――AR7 。
近年來的工作包括：推出業(yè)界速度最快的720MHz DSP ，同時演示1GHz DSP 。
向市場提供的0.13mm 產品超過1 億件。
采用0.09mm 工藝開發(fā)新型OMAP 處理器。
TI 擁有超過80 年的悠久歷史，半導體是TI 較大的業(yè)務，TI 的模擬和DSP 產品在公司半導體收入中占75 % ，是DSP 市場公認的領導者，在DSP 市場排名及時，在混合信號/模擬產品市場排名及時。
TI 是作者非常敬愛的公司，其三大價值觀是：正直(Integrity) 。
創(chuàng)新(Innovation) 。
保障(Commitment) 。
TI 的基本信念是：尊重：用期望他人對待自己的方式對待他人。
誠實：追求與事實的吻合。
學習與創(chuàng)造：不以現(xiàn)狀自滿，持續(xù)追求成長。
行為果斷：在開創(chuàng)新的商機上處處經驗豐富。
負責任：達到個人巔峰，創(chuàng)造企業(yè)競爭力。
必勝的決心：全力以赴追求勝利。
1.2 TI 產 品
TI 產品主要包括半導體、教育產品和數(shù)字光源處理解決方案三大部分。其中，半導體又分為處理器、電源管理、放大器、接口器件、模擬開關和多路復用器、邏輯器件、數(shù)據(jù)轉換器件、數(shù)字音頻、時鐘和計時器、溫度傳感器、射頻識別等。本書所關心的是處理器部分，TI 的處理器又分為三類：ARM 、DSP 、MCU 。這里重點介紹DSP 產品，TI 的DSP 主要包括以下幾個系列。
1) C6000 高性能系列
TMS320C6000T M DSP 具有行業(yè)經驗豐富的性能(高達24000MMACS) ，功耗也比較低，該平臺非常適合于影像/視頻、通信和寬帶基礎設施、工業(yè)、醫(yī)療、測試和測量、高端計算和高性能音頻等應用。包含以下幾個系列：
(1) TMS320C674x 低功耗浮點DSP ，在典型情況下，總功耗僅為420mW ，1.0V 時待機功耗為7mW 。
(2) TMS320C67x DSP ，是基于TI 超長指令字(VLIW)架構的浮點器件。其工作頻率高達300 MHz ，處理速度高達1800 MFLOPS ，是需要高精度和寬動態(tài)范圍的應用的選擇。
(3) TMS320C647x 多核DSP ，將多個C64x + T M 內核集成在一個芯片上，可以為密集處理型產品提供高達4.2GHz 的原始性能。C647x 系列還包含業(yè)界功耗低的多核器件。
(4) TMS320C645x DSP ，是世界上最快的單核DSP 之一。這種單核DSP 能提供高達1.2GHz 的C64x + 內核性能以及多種高性能外設選項，如Serial Rapid-IOT M 、千兆以太網MAC 、PCI 和HPI 。
(5) TMS320C64x 系列DSP ，高性價比，憑借高達700MHz 的工作頻率、5600 MMACS 的C64x + 性能、以太網和其他集成外設選項以及16mm 16mm 的緊湊外形，提供了相同成本下的性能。
(6) TMS320C62x DSP ，是C6000 DSP 的及時代產品。
2) Integra DSP + ARM 處理器
Integra 產品平臺是基于DSP + ARM 架構的，具有超高集成度，DSP 適合復雜算法運算，ARM 適合應用控制處理，Integra DSP + ARM 的組合架構堪稱理想架構，可實現(xiàn)的性能以及優(yōu)異的性價比。包含以下2 個系列：
(1) TMS320C6A816x 處理器，基于C674x + ARM CortexT M -A8 架構，具有較高性能單核浮點和定點DSP 處理器(速度高達1.5GHz) ，集成有高帶寬外設、3D圖形和顯示引擎。非常適合用于開發(fā)需要密集信號處理、復雜數(shù)學函數(shù)以及影像處理算法、實現(xiàn)圖形用戶界面(GUI) 、網絡連接、系統(tǒng)控制以及多種操作系統(tǒng)下的應用處理等。
(2) OMAP-L1x 處理器，基于C674x + ARM9 架構，用于聯(lián)網的各種外設，并運行Linux 或DSP/BIOST M 實時操作系統(tǒng)。該產品系列還與TMS320C674x 和C640x 產品系列中的各種器件引腳兼容。功耗范圍從8mW(待機模式)至400mW(總功耗) 。
3) 達芬奇(DaVinci)視頻處理器
介紹達芬奇視頻處理器之前，先了解一下達芬奇技術。達芬奇(DaVinciT M )技術是一種專門針對數(shù)字視頻應用、基于信號處理的解決方案，能為視頻設備制造商提供集成處理器、軟件和開發(fā)工具，以降低產品成本，縮短產品上市時間。
達芬奇視頻處理器最早是在2005 年推出的，早期該處理器采用了ARM +DSP + CP(Co-Processor 協(xié)處理器)的SOC 架構。目前，新型主流達芬奇視頻處理器基本都采用DSP( C64 + ) 內核或DSP + ARM 架構，包括TMS320DM646x 、TMS320DM644x 、TMS320DM643x 、TMS320DM647/ TMS320DM648 、TMS320DM37x 、TMS320DM3x 幾個系列。
4) C6000 高性能多核DSP
高性能多核DSP 只包括TMS320C66x 一個系列，該系列處理器融合了定點和浮點功能。伯克萊設計技術公司(Berkley Design Technology ，Inc.，BDTI)進行的基準測試中，其定點與浮點性能均獲得業(yè)內較高評分，定點獲得了16690 分，浮點獲得了10720 。該系列產品最多集成8 個C66x 內核，主頻較高1.25GHz ，可提供320000MMACS 性能。該平臺性能相當強勁，非常適合測試與測量、醫(yī)療成像、工業(yè)自動化、軍事和高端成像等市場的應用。
5) C5000 超低功耗DSP
該系列產品較大特點是低功耗，主要應用于音頻、語音、數(shù)字蜂窩電話、PDA 、指紋識別、調制解調器等領域。包括以下兩個系列：
(1) TMS320C55xT M ，業(yè)界功耗低的16 位DSP ，主頻較高300 MHz ，待機功耗低至0.15mW/ MHz ，性能高達600 MIPS 。
(2) TMS320C54xT M ，及時代低功耗C5000T M DSP ，16 位定點DSP ，功耗低至40mW ，可提供300～532 MIPS 性能。
1.3 微控制器產品簡介
TI 在嵌入式控制方面提供了完善的解決方案，主要有四大系列微控制器產品：超低功耗的16 位MSP430 系列MCU 、具有高級通信功能的基于Stellaris ?32位ARM CortexT M -M3 的MCU 、用于安全方面應用的基于ARM ?32 位CortexT M -R4F 的MCU ，以及高性能應用的C2000T M 32 位實時MCU 。一般來說，同一系列下的不同型號產品都具有相同的內核、相同或兼容的匯編指令系統(tǒng)，區(qū)別僅在于片內存儲器的大小、外設資源多少等。TI 所有的微控制器產品都具有JTAG 接口，可實現(xiàn)在線硬件調試及程序下載。
1) MSP430 系列MCU
MSP430 系列單片機是TI 1996 年開始推向市場的一種采用16 位RISC(精簡指令集)的超低功耗混合信號處理器( mixed signal processor) 。之所以稱為混合信號處理器，主要是因為其針對實際應用需求，把許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個芯片上，以提供"單片"解決方案。目前，較高主頻可達25 MHz ，具有1～256KB 閃存，外設豐富，包括ADC 、DAC 、LCD 、USB 、射頻、PWM 、運算放大器、SPI 、I2 C 等。該處理器的較大特點就是超低功耗，165mA/ MIPS ，可以大大延長電池的使用壽命。
該處理器在架構上依然采用馮諾依曼架構，通過存儲器地址總線( MAB)和存儲器數(shù)據(jù)總線( MDB)將16 位RISC CPU 、多種外設和靈活的時鐘系統(tǒng)進行結合，為當今和未來的混合信號應用提供了解決方案。其架構結構如圖1.1 所示。
MSP430 MCU 提供非基于LCD( x2xx 和F5xx)和基于LCD 的( x4xx)產品系列。
(1) MSP430x1xx ：基于閃存/ROM 的MCU ，提供1.8～3.6V 的工作電壓，具有高達60KB 的閃存空間和8 MIP 的指令執(zhí)行速度。
(2) MSP430F2xx ：超低功耗MCU ，性能提升至16 MHz 。其他增強性能包括：集成的± 1 % 片上極低功耗振蕩器、軟件可選的內部上拉/下拉電阻并增加了模擬輸入的數(shù)目。該系統(tǒng)內置可編程閃存，從而使大多數(shù)系統(tǒng)省去了外部EEPROM 。
(3) MSP430x4xx ：超低功耗MCU ，提供1.8～3.6V 的工作電壓，具有高達120KB 的閃存空間和8 MIPS 的指令執(zhí)行速度，同時集成了LCD 控制器。
(4) MSP430x5xx ：基于閃存的MCU ，提供1.2～3.6V 工作電壓，具有高達256KB 的閃存空間和較高25MIPS 的時鐘系統(tǒng)，啟動時為12MIPS ，內置4 個USCI模塊。包括一個用于優(yōu)化功耗的電源管理模塊、一個內部控制的電壓穩(wěn)壓器，以及超出先前器件兩倍的存儲能力。
MSP430 MCU 與89C51 單片機比較如下：
首先，89C51 單片機是8 位單片機，其指令采用的是被稱為"CISC"的復雜指令集，共具有111 條指令。而MSP430 MCU 是16 位的單片機，采用了精簡指令集(RISC)結構，只有簡潔的27 條指令，大量的指令則是模擬指令，眾多的寄存器以及片內數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算。這些內核指令均為單周期指令，功能強，運行速度快。
其次，89C51 單片機本身的電源電壓是5V ，有兩種低功耗方式：待機方式和掉電方式。正常情況下消耗的電流為24mA ，在待機狀態(tài)下，其耗電電流仍為3mA ；即使在掉電方式下，電源電壓可以下降到2V ，但是為了保存內部RAM 中的數(shù)據(jù)，還需要提供約50mA 的電流。而MSP430 MCU 在低功耗方面的優(yōu)越之處則是89C51 單片機不可比擬的。正因為如此，MSP430 MCU 更適合應用于使用電池供電的儀器、儀表類產品中。
再次，89C51 單片機由于其內部總線是8 位的，其內部功能模塊基本上都是8位的，雖然經過各種努力其內部功能模塊有了顯著增加，但是受其結構本身的限制很大，尤其模擬功能部件的增加更顯困難。MSP430 MCU 基本架構是16 位的，同時在其內部的數(shù)據(jù)總線經過轉換還存在8 位的總線，再加上本身就是混合型的結構，因此對它這樣的開放型架構來說，無論擴展8 位的功能模塊，還是16 位的功能模塊，即使擴展模/數(shù)轉換或數(shù)/模轉換這類的功能模塊也是很方便的。這也就是MSP430 MCU 系列產品和其中功能部件迅速增加的原因。
，在開發(fā)工具方面，對于89C51 單片機來說，由于它是最早進入我國的單片機，人們對其非常熟悉，各種開發(fā)工具也非常多，但是都無法實現(xiàn)在線編程；而MSP430 MCU ，由于引進了Flash 型程序存儲器和JTAG 技術，不僅使開發(fā)工具變得簡便、價格相對低廉，并且可以實現(xiàn)在線編程。
MSP430 器件起始價格為0.25 美元，典型應用包括實用計量、便攜式儀表、智能傳感和消費類電子產品。
2) 基于Stellaris ?32 位ARM CortexT M -M3 的MCU
Stellaris(群星)系列是基于ARM CortexT M -M3 技術之上的具有高級通信功能的實時32 位MCU 產品，高達100 MHz ，64～256KB 閃存。CortexT M -M3 是ARM V7 指令架構系列內核的MCU 版本，具有快速的中斷處理，中斷始終不超過
