基于MSP430F149的单片机最小系统设计

"基于MSP430F149的单片机最小系统设计" 本文介绍了MSP430F149单片机的特点，设计了MSP430最小系统中电源模块、晶振电路模块、复位电路模块、串口通讯模块和数据存储模块的电路原理图，并介绍了各部分的功能。 1. MSP430F149单片机特点 MSP430F149芯片是超低功耗微处理器，有60KB+256字节FLASH，2KBRAM，包括基本时钟模块、看门狗定时器、带3个捕获／比较寄存器和PWM输出的16位定时器、带7个捕获／比较寄存器和PWM输出的16位定时器、2个具有中断功能的8位并行端口、4个8位并行端口、模拟比较器、12位A／D转换器、2个串行通信接口等模块。 MSP430F149芯片具有如下特点： * 低功耗：电压2.2V、时钟频率1MHz时，活动模式为200μA；关闭模式时仅为0.1A，且具有5种节能工作方式。 * 高效16位RISC-CPU，27条指令，8MHz时钟频率时，指令周期时间为125ns，绝大多数指令在一个时钟周期完成； * 低电压供电、宽工作电压范围：1.8～3.6V； * 灵活的时钟系统：两个外部时钟和一个内部时钟； * 低时钟频率可实现高速通信； * 具有串行在线编程能力； * 强大的中断功能； * 唤醒时间短，从低功耗模式下唤醒仅需6μs； * ESD保护，抗干扰力强； * 运行环境温度范围为-40～+85℃，适合于工业环境。 2. 最小系统设计 单片机最小系统，或称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对于MSP430系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。 本系统需要使用+5V和+3.3V的直流稳压电源，其中MSP430F149及部分外围器件需要+3.3V电源，另外部分需要+5V电源。在本系统中，以+5V直流电压为输入电压,+3.3V由+5V直接线性降压。 3. 电源电路 电源电路原理如图2所示。电源电路需要使用+5V和+3.3V的直流稳压电源，并且需要设计电源管理电路，以确保单片机的可靠工作。 4. 晶振电路 MSP430系列单片机时钟模块包括数控振荡器(DCO)、高速晶体振荡器和低速晶体振荡器等3个时钟源。这是为了解决系统的快速处理数据要求和低功耗要求的矛盾，通过设计多个时钟源或为时钟设计各种不同工作模式，才能解决某些外围部件实时应用的时钟要求，如低频通信、LCD显示、定时器、计数器等。 数字控制振荡器DCO已经集成在MSP430内部，在系统中只需设计高速晶体振荡器和低速晶体振荡器两部分电路。低速晶体振荡器(LFXTl)满足了低功耗及使用32.768kHz晶振的要求。 5. 复位电路 复位电路原理图手动复位是最小系统常用的功能，本系统采用专用复位芯片IMP811实现手动复位，原理如图4所示。 6. 通讯接口电路 通信接口担负与外围的串行主机数据交换和支持打印等任务。串行通讯只需较少的端口就可以实现单片机和PC机的互通，具有无可比拟的优势。串行通讯有两种方式：异步模式和同步模式。MSP430系列都有USART 模块来实现串行通信。在本设计中，MSP430F149的USART0模块通过RS232串口与外围的串行主机通信。 EIA-RS232标准是由美国电子工业协会(EIA)制定的串行数据传输总线标准。早期它被应用于计算机和终端通过电话线和Modem进行远距离的数据传输，随着微型计算机和微控制器的发展，不仅远距离，近距离也采用该通信方式。在近距离通信中，串行通信的速度可以达到115.2kbps。 本文介绍了MSP430F149单片机的特点，设计了MSP430最小系统中电源模块、晶振电路模块、复位电路模块、串口通讯模块和数据存储模块的电路原理图，并介绍了各部分的功能。