MSP430中文数据手册

MSP430混合信号微控制器数据手册

产品特性

● 低电压范围：2.5V～5.5V

● 超低功耗

——活动模式：330μA at 1MHz, 3V

——待机模式：0.8μA

——掉电模式（RAM数据保持）：0.1μA

● 从待机模式唤醒响应时间不超过6μs

● 16位精简指令系统，指令周期200ns

● 基本时钟模块配置

——多种内部电阻

——单个外部电阻

——32kHz晶振

——高频晶体

——谐振器

——外部时钟源

● 带有三个捕获/比较寄存器的16位定时器（Timer_A）

● 串行在线可编程

● 采用保险熔丝的程序代码保护措施

● 该系列产品包括

——MSP430C111：2K字节ROM，128字节RAM

——MSP430C112：4K字节ROM，256字节RAM

——MSP430P112：4K字节OTP，256字节RAM

● EPROM原型

——PMS430E112：4KB EPROM, 256B RAM

● 20引脚塑料小外形宽体（SOWB）封装，20引脚陶瓷双列直插式（CDIP）封装（仅EPROM）

● 如需完整的模块说明，请查阅MSP430x1xx系列用户指南（文献编号：SLAU049

产品说明

TI公司的MSP43O系列超低功耗微控制器由一些基本功能模块按照不同的应用目

标组合而成。在便携式测量应用中，这种优化的体系结构结合五种低功耗模式可以达到延长电池寿命的目的。MSP430系列的CPU采用16位精简指令系统，集成有16位寄存器和常数发生器，发挥了最高的代码效率。它采用数字控制振荡器（DCO），使得从低功耗模式到唤醒模式的转换时间小于6μs.

MSP430x11x系列是一种超低功耗的混合信号微控制器，它拥有一个内置的16位计数器和14个I/0引脚。

典型应用：捕获传感器的模拟信号转换为数据，加以处理后输出或者发送到主机。作为独立RF传感器的前端是其另一个应用领域。

DW封装（顶视图）

可用选型

TA

SOWB

20-Pin(DW)

封装形式

CDIP

20-Pin(JL)

-40°C～85°C

25°C

MSP430C111IDW

MSP430C112IDW

MSP430P112IDW

PMS430E112JL -----

功能模块图

管脚功能

简介：

MSP430的CPU采用16位RISC架构，具有高度的应用开发透明性。除了流程控制指令，所有的操作都以寄存器操作的形式进行，其中源操作数有七种寻址方式，目的操作数有四种寻址方式。

该CPU集成了16个寄存器，用于缩短指令执行时间可以在一个时钟周期内完成寄存器间操作。其中R0-R3这四个寄存器被用作特殊功能寄存器，分别作为程序计数器、堆栈指针、状态寄存器、常数发生器，其余寄存器用作通用寄存器。外围设备通过数据、抵制、控制总线与CPU相连，通过所有指令可以很容易的对它们进行控制。

2.指令集

整个指令集由51条指令构成，具有三种格式和七种寻址方式。每一条指令都既可以做字操作，又可做字节操作。

表1总结了三种指令格式并举例，寻址方式见表2

表1 指令字格式

双操作数，源-目的

单操作数，仅目的

相对转移,条件/无条件

例：ADD R4，R5

例：CALL R8

例： JNE

表2 寻址方式说明

R4+R5R5

PC(TOS),R8PC

Jump-on-equal bit=0

3.工作模式

MSP430有一个活动模式和五个软件可选的低功耗工作模式。一个中断事件可以把系统从各种低功耗模式唤醒，响应中断请求并且从中断程序中返回原来的低功耗模式。

以下六种工作模式可以通过软件进行配置：

1.活动模式（AM）：所有时钟均被激活。

2.低功耗模式0（LPM0）：CPU停止工作，外围模块继续工作，ACLK和SMCLK有效，MCLK的环路控制无效。

3.低功耗模式1（LPM1）：CPU停止工作，外围模块继续工作，ACLK和SMCLK有效，MCLK的环路控制无效，如果数字控制振荡器（DCO）没有被用于活动模式，其DC发生器被关闭。

4. 低功耗模式2（LPM2）：CPU停止工作，外围模块继续工作，ACLK有效，SMCLK和MCLK环路控制无效，DCO的DC发生器关闭。

5. 低功耗模式3（LPM3）：CPU停止工作，外围模块继续工作，ACLK有效，SMCLK和MCLK环路控制无效，DCO的DC发生器关闭。

6. 低功耗模式4（LPM4）：CPU停止工作，外围模块继续工作，晶体振荡器停止工作，SMCLK和MCLK环路控制无效，并且数字控制振荡器（DCO）的DC发生器被关闭。

4.中断向量地址

中断向量和上电起始地址位于ROM中的0FFFFh-0FFE0H范围内，向量中包含各种中断处理程序的16位入口地址。

注释1：多源标志

注释2：中断标志位于模块内部

注释3：共有8个P2中断标志，但是在’11x系列中仅应用了6个P2的I/O引脚。

特殊功能寄存器（SFR）

多数中断和模块的允许位集中在低地址空间，未分配功能的那些特殊功能寄存器位在器件中实际上并未提供，这样安排可以简化软件存取。

1.中断使能寄存器1

WDTIE: 看门狗定时器中断使能位。当看门狗定时器被配置在间隔定时器模式时激活，当选中看门狗模式时不激活。

OFIE： 振荡器错误中断使能位。

NMIE: 非可屏蔽中断使能位。

2.中断标志寄存器1

WDTIFG: 看门狗定时器溢出（看门狗模式下）或者保密密钥非法时置位，VCC上电或者复位模式下RST/NMI引脚引起复位时复位.

OFIFG: 振荡器错误时置位.

NMIFG: 通过RST/NMI引脚置位

存储器组织

外围设备

外设通过数据、地址、控制总线与CPU相连，可以通过所有操作指令进行控制。完整的模块说明请参阅MSP43Ox11xx系列用户手册（文献号：SLAU049）。

振荡器和系统时钟

时钟系统由基本时钟模块支持，基本时钟模块包括一个内部数字控制振荡器、一个高频晶振和对一个32768Hz外部晶振的支持。基本时钟模块的这种设计既满足了低系统开销的要求，又满足了低功耗的要求。内部数字控制振荡器（DCO）提供了一个高速开启的时钟源，它

尅在6μs内达到稳定。

基本时钟模块提供了一下几种时钟信号：

1.辅助时钟（ACLK），由32768Hz外部晶体或者一个高频晶体产生

2.主时钟（MCLK），供CPU使用的系统时钟

3.子系统时钟（SMCLK），供外围模块使用的子系统时钟

数字I/O

共有两个8位的I/O接口---P1和P2（在外部引脚上只有6个P2I/O信号可用）：

1.所有的单个I/O位均是独立可编程的

2.允许任意组合输入、输出和中断条件

3.P1口的所有8位和P2口的6位都可以用于处理外部中断处理

4.可以使用所有指令读写端口控制的寄存器

注释：外部引脚上只有P2口的6位，P2.0—P2.5，但为P2口分配了所有的控制位和数据位。

看门狗定时器

看门狗定时器（WDT）模块的基本功能是当软件执行出现混乱时可以控制系统自动复位。如果设定的溢出时间到了，系统将产生复位。如果应用程序不需要看门狗功能，这个模块可以作为一个间隔定时器使用，当选择的定时时间到了以后，它可以产生一个定时中断。

定时器 A3

定时器A3是一个带有3个捕获/比较寄存器的16位定时器/计数器。定时器A3可以支持多重的捕获/比较、PWM输出、间隔计时。定时器A3还具有很多中断能力。中断可能产生自计数器溢出和每一个捕获/比较寄存器。

外围模块表

绝对最大额定参数

VCC—VSS电压…………………………………………………………-0.3V-----6V

任意引脚上的电压（见注释）……………………………………-0.3V---VCC+0.3V

任意端点二极管电流……………………………………………………………±2mA

存储温度（未编程芯片）……………………………………………-55℃---150℃

存储温度（已编程芯片）……………………………………………-40℃----85℃

注释：所有电压以VSS为参照。JTAG熔断电压(VFB)允许超过绝对最大额定值。熔断JTAG熔丝时电压加在TEST引脚上。

推荐工作环境

图1：C版本频率与供电电压间的关系

注释：最小处理器频率由系统时钟决定

图2：P/E版本频率与供电电压关系

注释：最小处理器频率由系统时钟决定

在推荐供电电压范围和推荐工作温度下的电气性能（除非另外说明）

供电电流（进入VCC）不包括外部电流

注释：所有输入连接到VSS或VCC，输出悬空。

与系统频率相对应的活动模式下的电流消耗：

与供电电压相对应的活动模式下的电流消耗：

施密特触发式输入_P1和P2口

标准输入RST/NMI，TCK，TMS，TDI

输入Px.x,Tax

注释：1.外部信号每次将中断标志置位，t int 周期和时间参数必须满足条件。即使触发信号比t int短，也可能会使标志位置位。为了确保标志可靠置位，信号周期和时间都应满足条件。

2.当满足最小的t cap时间和参数时，外部信号将触发捕获事件。即便捕获信号小于t cap 也可能触发捕获事件。为了确保获得16位定时器值和使标志位置位，周期和时间必须满足这些规范。

内部信号Tax,SMCLK at Timer_A

泄露电流（参阅注释1）

注释：1.除非另外说明，测量时对应引脚所加的电平为VSS或VCC

2.数字端口引脚的泄露电流要单个测量。端口引脚必须选择为输入并且没有选择上拉或下拉电阻。

输出 P2x,Tax

输出P1口和P2口

注释：1.对于所有输出组合，最大总电流I OH（max）和I OL（max）不能超过±12mA，以便输出电压满足输出电压下降标准。

2.对于所有输出组合，最大总电流I OH（max）和I OL（max）不能超过±36mA，以便输出电压满足输出电压下降标准。

可选电阻，独立可编程（参阅注释1）

注释1：在标准OTP或者EPROM设备MSP430P112或MSP430E112中，用于上拉或下拉的可选电阻R optx 是不可编程的。

从低电压模式唤醒响应时间（LPMx）

注释1：这个参数是保持程序存储器（RAM）中数据不丢失所需的最小电压，在这个电压下，程序不能执行。

注释1：这些参数未进行实际产品测试

注释1：这些参数未进行实际产品测试

主要的DCO特性

● 个别设备有最小和最大工作频率。f(DCOx0)到f(DCOx7)的特定参数对所有设备均是有效的。

● Rsel(n)选择的所有范围和Rsel(n+1)的重合。

● DCO控制位DCO0，DCO1，DCO2有一个由参数S DCO 定义的步长。

● 调节控制位MOD0到MOD4选择在32个DCO时钟周期的周期里f(DCO+1)被使用多少次，在剩余的时钟周期里使用频率f(DCO).这个频率是一个如下所示的平均值：

晶振，XIN，XOUT

注释：1.晶体两端都需要连接电容，电容值由晶体制造商规定。

2.仅当使用一个外部逻辑水平时钟源时适用，使用晶体或谐振器时不适用。

应用信息

输入输出电路

带有施密特触发器的输入输出口P1，P1.0到P1.5

注释：x为P1的位标识符，从0到3

注释：版本有可供选择的上拉或下拉电阻。

2.可选上拉或下拉电阻的熔丝只能在工厂编程。

输入输出电路（续）

带有施密特触发器的输入输出口P1，P1.4到P1.7，及在线存取特性

输入输出电路（续）

带有施密特触发器的输入输出口P2，P2.0到P2.4

注释：x为P2口的位标示符，从0到4

注释：版本有可供选择的上拉或下拉电阻

2.可选上拉或下拉电阻的熔丝只能在工厂编程

输入输出电路（续）

带有施密特触发器的输入输出口P2，P2.5，供基本时钟模块使用的Rosc功能

输入输出电路（续）

P2口，未连接的位P2.6和P2.7

注释:x为P2口的位标识符6到7，在元件上没有与这两位对应的外部引脚

注释：将P2口未连接的两位6和7用作中断标志是一种良好的应用方法，除了软件其他信号不会影响到这两个中断标志，从而它们被用作软件中断。

JTAG熔丝检查模式

上电复位（POR）后第一次使用JTAG口，在TEST端有熔丝的MSP430设备有一个熔丝检查模式，可以检测熔丝的通断。该模式有效时，如果熔丝没烧断，将有一个熔丝检查电流Itf（电压3V时1mA，电压5V时2.5mA）从TEST引脚流到地，必须防止意外激活熔丝检查模式，以免增加系统功耗。

结束一个检查或者编程会话后，TEST引脚恢复低电平，熔丝检查模式和检测电流终止。

上电后，TMS引脚的第一个下降沿将激活熔丝检查模式，或者如果在上电期间TMS保持低电平，该模式也会激活。TMS引脚的第二个上升沿将关闭熔丝检查模式。该模式关闭后，熔丝检查模式保持无效直到另一个POR出现。在每一次POR，熔丝检查模式都有机会激活。

只有当熔丝检查模式激活时，才会出现熔丝检查电流并且TMS引脚保持低电（见图6）平。因此，可以通过保持TMS引脚为高电平（缺省条件）防止额外的电流消耗。

机械性能数据

DW（R-PDSO-G**） 塑料小外形封装(SOP)

注释：1.所有的线性尺寸以英寸（毫米）为单位

2.此图仅供参考，如有变化不另行通知

3.体积尺寸不包括模具毛刺或者不超过0.006（0.15）的突起

4.在JEDEC MS-026范围内变化

MSP430C111IDW,MSP430C112IDW,MSP430P112IDW外部引脚

MSP430E112外部引脚

JL(R-GDIP-T20) 陶瓷双列直插式封装

注释：1.所有的线性尺寸都是以英寸（毫米）为单位

2.此图仅供参考，如有变化不另行通知

3.在MIL-STD-1835 GDIP1-T20范围内变化

DW(R-PDSO-G20) 塑料小外形封装（SOP）

注释：1.所有的线性尺寸以英寸（毫米）为单位

2.此图仅供参考，如有变化不另行通知

3.体积尺寸不包括模具毛刺或者不超过0.006（0.15）的突起

4.在JEDEC MS-013范围内变化