Л. Верин
Появившиеся в прошлом году микроконтроллеры Texas Instruments с FLASH-памятью MSP430F11xx вызвали большой интерес у специалистов. Рекордные показатели по потреблению, 16-бит центральный процессор RISC-архитектуры и от 1 до 4 Кб FLASH-памяти действительно выглядели привлекательно. Однако, наиболее часто возникающий вопрос касался того, будет ли Texas Instruments и далее развивать это направление и когда же появятся FLASH-микроконтроллеры c расширенным набором встроенных модулей. Хотелось бы иметь интегрированный АЦП (как в серии MSP430x32x), аппаратный умножитель (как в серии MSP430x33x), да и дополнительные модули интерфейса тоже не помешали бы.
Ожидания специалистов оправдались — в конце этого года компания Texas Instruments объявила о выпуске новой серии микроконтроллеров MSP430F13x/14x. Теперь разработчики получили полную линейку микроконтроллеров с FLASH-памятью объемом 1, 4, 8, 16, 32, 48 и 60 Кб по цене от $0,99 (таблица).
Новая серия имеет те же характеристики по энергопотреблению, что и другие схемы семейства MSP430: от 0,1 мкА в режиме энергосбережения и до 250 мкА в активном режиме при питании от 1,8 до 3,6 В. При этом время перехода в активный режим — всего 6 мкс.
Сохранилась преемственность и в системе команд — 27 основных RISC-инструкций и 24 эмулируемых дополнительно вместе с полностью ортогональной системой программирования (каждая инструкция может использовать любой тип адресации из семи возможных) позволяют легко получить компактный код. Так же, как и для всех микроконтроллеров семейства, для новой серии требуется один внешний кварцевый генератор 32 кГц, а вот внутренняя системная частота может теперь повышаться до 8 МГц.
Архитектура новой серии FLASH-микроконтроллеров значительно обогатилась (рис. 1). Помимо большего объёма FLASH-памяти, микроконтроллеры новой серии имеют 8-канальный АЦП с разрешением 12 бит и временем преобразования 10 мкс, включающий в себя источник опорного напряжения 1,5 или 2,5 В и температурный датчик. Модуль АЦП функционирует независимо от центрального процессора, имеет собственную буферную память и регистры.
Возможности взаимодействия микроконтроллеров MSP430F13x/14x с внешним миром существенно расширены: в дополнение к 6-ти 8-бит цифровым портам ввода/вывода имеется модуль асинхронного/синхронного обмена данными (USART) по протоколам UART/SPI. Микроконтроллеры MSP430F13x имеют один такой модуль, MSP430F14x — два.
Модуль прецезионного аналогового компаратора (Comparator_A) предназначен для использования в таких применениях, как аналого-цифровые преобразования, контроль заряда батареи, слежение за внешним аналоговым сигналом. Этот модуль содержит внутренний генератор опорного напряжения, входной мультиплексор, программно управляемый RC-фильтр на выходе. Набор таймеров включает в себя 15/16-бит WatchdogTimer, Timer_A3 с тремя регистрами сравнения/слежения и Timer_B с тремя (MSP430F13x) или семью (MSP430F14x) такими регистрами. Последние два таймера используются как универсальные счётчики для формирования ШИМ-сигналов и при организации последовательного обмена UART. Микроконтроллеры MSP430F14x, в отличие от MSP430F13x, имеют аппаратный умножитель (MPY), выполняющий операции умножения 16х16, 16х8, 8х16 или 8х8 бит с учётом знака или без, а также с аккумуляцией результата или без неё. Умножитель работает независимо от центрального процессора, операнды загружаются в соответствующие регистры, и результат становится доступным уже на следующей инструкции.
Основная FLASH-память организована сегментами по 512 б и может быть использована для хранения и перезаписи как данных, так и программ. Стирание и запись FLASH-памяти производится посегментно посредством протокола JTAG либо через последовательный порт программным загрузчиком Boot Loader, записанным в ROM памяти микроконтроллера. Доступ к FLASH-памяти с помощью программного загрузчика защищён кодом доступа, 256 бит которого расположены по адресу 0FFE0h–0FFF0h.
Отладочный комплект для новой серии FLASH-микроконтроллеров MSP-FET430P140 включает в себя отладочную плату с панелью для утановки микроконтроллера, две микросхемы MSP430F149IPM, кабель для подсоединения к параллельному порту компьютера, CD-ROM с полной технической документацией и матобеспечением (ассемблер, линкер, программный симулятор, отладчик, Си-компилятор производства фирмы IAR Systems, ограниченный по объёму программируемой памяти до 1 Кб). Программный симулятор можно получить на сайте Texas Instruments www.ti.com бесплатно.
Что можно сказать о планах на будущее ?
В планах Texas Instruments — выпуск новых серий MSP430 уже в 2001 году. Пока можно с определённостью утверждать, что новые FLASH-микроконтроллеры MSP430F4xx будут иметь дополнительно встроенный модуль драйвера ЖКИ. А продолжение — следует...
Литература
1. MSP430 Family. Application Reports, 2000. Texas Instruments SLAA024.
2. MSP430x1xx Family. User’s Guide, 2000. Texas Instruments SLAU049.
3. MSP430 Ultra-Low-Power Microcontrollers. Third Quarter 2000. Texas Instruments SLAB034B.