1.1.2 MSP430單片機特點

MSP430系列單片機發展到現在已有多個系列共500多種型號。本書以MSP430G2553單片機為例進行編寫。

MSP430以低功耗而聞名，其低功耗水平在業界領先，非常適合電池供電等有低功耗要求的領域。

MSP430單片機的主要特點如下。

1.超低功耗

MSP430系列單片機具有超低功耗特性，這得益于它在降低芯片的電源電壓和靈活而可控的運行時鐘方面都有其獨到之處。首先，其電源電壓采用1.8～3.6V的低電壓，這使得它在1MHz的時鐘下運行時，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系列單片機具有獨特的時鐘系統設計，其CPU和各功能所需的時鐘是由系統時鐘產生的，并且這些時鐘的開啟和停止受指令的控制，從而實現時鐘源的靈活切換、CPU運行的調速，協調了功耗與性能的關系。

2.強大的運算處理能力

MSP430系列單片機能在25MHz晶振的驅動下，實現40ns的指令周期。16位的數據寬度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能實現乘加運算）相配合，能實現數字信號處理的某些算法（如DTMF、FFT等）。MSP430系列單片機是一個16位的單片機，采用了精簡指令集（RISC）結構，具有豐富的尋址方式（7種源操作數尋址、4種目的操作數尋址）、簡潔的27條內核指令以及大量的模擬指令。其大量的寄存器和片內數據存儲器都可參與多種運算，它還有高效的查表處理指令。

3.高性能模擬技術和豐富的片內外設

MSP430系列單片機是典型的“混合信號處理器”，其各系列都集成了較豐富的片內外設，它們分別是“看門狗”（WDT）、模擬比較器A、定時器A（Timer_A）、定時器B（Timer_B）、硬件乘法器、串口（USART）、I2C總線、液晶驅動器、10位/12位/14位ADC、12位DAC、直接數據存取（DMA）、I/O端口、基本定時器（Basic Timer）、實時時鐘（RTC）和USB控制器等若干外圍模塊的不同組合。MSP430系列單片機的這些片內外設縮短了開發流程，節約了開發成本，為系統的單片機解決方案提供了極大的便利。

4.系統工作穩定

MSP430系列單片機改進了“看門狗”、時鐘、電源管理等片內外設，以保證它穩定工作。系統上電復位后，首先由數字控制振蕩器（DCO）啟動CPU，保證晶體振蕩器在穩定的時間范圍內起振；然后通過設置適當的寄存器來確定最后的系統時鐘頻率。若晶體振蕩器在用于CPU時鐘MCLK時發生故障，DCO就會自動啟動，以保證系統正常運行。另外，MSP430系列單片機集成的“看門狗”定時器可配置為“看門狗”模式，若單片機“死”機，則能自動重啟。

5.靈活高效的開發環境

MSP430系列單片機分為3種類型：OPT型、Flash型和ROM型，其中Flash型是國內選用的主流。不同類型器件的開發手段不同，對于OPT型和ROM型器件，先使用仿真器開發，再燒寫或掩膜芯片。對于Flash型，因其片內有JTAG調試接口，所以有較為方便的開發調試環境。它還有可電擦寫的Flash存儲器，因此采用先由JTAG接口下載程序到Flash內，再通過JTAG接口控制程序的運行，由JTAG接口讀取片內信息供設計者調試使用的方法進行開發。這種方式只需要一臺PC和一個JTAG調試器，而不需要專用仿真器和編程器，實現了在線編程和仿真，使得開發工具的使用變得簡單、方便。