Paghahambing na Pagsusuri ng MSP430 at 89C51 Microcontroller: Mga Tampok at Aplikasyon

Ang solong chip microcomputer ay hindi lamang isang chip na may isang tiyak na pag -andar ng lohika, ngunit ang isang computer system na isinama sa isang chip.Ang artikulong ito ay magpapakilala sa mga katangian, pag -unlad, pangunahing sangkap, pakinabang at kawalan, aplikasyon at pagkakaiba sa pagitan MSP430 at 89c51 upang matulungan kang mas maunawaan ang microcontroller na ito at magbigay ng malakas na suporta para sa naka -embed na disenyo ng system.

Ang single-chip microcomputer ay isang integrated circuit chip.Gumagamit ito ng napakalaking sukat na pinagsama-samang teknolohiya ng circuit upang pagsamahin ang mga pag-andar tulad ng isang sentral na yunit ng pagpoproseso ng CPU na may mga kakayahan sa pagproseso ng data, isang iba't ibang mga port ng I/O, isang nakakagambalang sistema, isang READ-only memory ROM, isang random na pag-access ng memorya ng RAM, isang timer/counter, pati na rin ang isang circuit driver circuit, pulso malawak na modulation circuit, analog multiplexers, A/D converters at iba pang mga circuit ay isinama sa isang silikon na chip upang makabuo ng isang maliit ngunit kumpletong sistema ng microcomputer.Mula noong 1980s, ang mga microcontroller ay nabuo mula sa 4-bit at 8-bit hanggang sa kasalukuyang 300m na high-speed microcontroller.

Kung ikukumpara sa mga pangkalahatang layunin na microprocessors na ginamit sa mga personal na computer, hindi ito nangangailangan ng panlabas na hardware, sa gayon ang pag-save ng mga gastos.Mayroon itong mas mataas na antas ng pagsasama, ngunit limitado sa pamamagitan ng itinatag na mga pagtutukoy at medyo tiyak na mga pag -andar.Ang pinakamalaking bentahe nito ay maliit at angkop para sa pag -embed sa mga instrumento.Gayunpaman, mayroon itong mas maliit na kapasidad ng imbakan at mas simpleng mga interface ng input at output.

Ang MSP430 Microcontroller ay isang serye ng 16-bit na microcontroller na ginawa ng mga instrumento sa Texas na may pagkonsumo ng kapangyarihan ng ultra bilang pangunahing tampok nito.Gumagamit ito ng nabawasan na set ng pagtuturo (RISC) at isang halo-halong processor na nagsasama ng mga digital at analog module at processors.Mayroon itong mga pakinabang ng mababang boltahe, mababang pagkonsumo ng kuryente, mataas na pagsasama, pati na rin ang mahusay na kakayahan at pagiging maaasahan ng anti-panghihimasok.Samakatuwid, malawak itong ginagamit sa maraming mga patlang tulad ng mga wireless na komunikasyon, automotive electronics, matalinong bahay, kagamitan sa medikal, at pang -industriya na automation.

• CC1352P

• CC1352R

• CC3200

Ang serye ng MSP430 ay may tatlong uri ng mga aparato, lalo na ang uri ng OTP, uri ng flash at uri ng ROM, at naiiba ang kanilang mga pamamaraan sa pag -unlad.Para sa mga aparato ng uri ng OTP at ROM, karaniwang kailangan nating gumamit ng isang emulator para sa kaunlaran, at pagkatapos ay magsagawa ng programming o masking ng chip.Ang mga aparato ng uri ng flash ay may isang napaka -maginhawang pag -unlad at pag -debug ng kapaligiran.Dahil ang aparato ay may isang on-chip na JTAG na pag-debug ng interface at isang electrically erasable flash memory, maaari itong i-download ang programa upang mag-flash muna, at pagkatapos ay kontrolin ang pagpapatakbo ng programa sa pamamagitan ng software sa aparato.Sa ganitong paraan, mababasa nito ang impormasyon sa on-chip sa pamamagitan ng interface ng JTAG para sa mga taga-disenyo na mag-debug, nang hindi nangangailangan ng mga emulators at programmer.Para sa mga aparato ng uri ng flash, naglalaman din ito ng iba pang maginhawang mga tool sa pag -unlad at mga interface, tulad ng mga timer ng hardware, ADC, atbp Samakatuwid, bilang karagdagan sa wika ng pagpupulong at C wika, maaari rin tayong pumili ng iba pang mga kaugnay na wika sa pag -unlad ayon sa mga tiyak na pangangailangan ng aplikasyon.

Ang dahilan kung bakit ang microcontroller ng MSP430 ay may ultra-mababang pagkonsumo ng kuryente ay dahil natatangi ito sa pagbabawas ng boltahe ng supply ng power ng chip at nababaluktot at nakokontrol na orasan ng operating.

Una sa lahat, ang saklaw ng boltahe ng supply ng power ng MSP430 serye microcontroller ay 1.8 hanggang 3.6V.Samakatuwid, kapag tumatakbo sa isang dalas ng orasan ng 1MHz, ang minimum na kasalukuyang ng chip ay tungkol sa 165μA.Kasabay nito, ang pinakamababang pagkonsumo ng kuryente sa mode ng pagpapanatili ng RAM ay 0.1μA lamang.Pangalawa, ang seryeng ito ng mga microcontroller ay may natatanging disenyo ng system ng orasan.Sa serye ng MSP430, mayroong dalawang magkakaibang mga sistema ng orasan, kabilang ang pangunahing sistema ng orasan at ang frequency-lock loop (FLL at FLL+) na sistema ng orasan, pati na rin ang DCO Digital Oscillator Clock System.Kailangan lamang nating gumamit ng isang Crystal Oscillator (tulad ng DT-26 o DT-38) upang magbigay ng mga orasan para sa CPU at iba't ibang mga kinakailangan sa pag-andar.Bilang karagdagan, ang mga orasan na ito ay maaaring i -on at i -off sa ilalim ng kontrol ng mga tagubilin, na nagpapahintulot sa epektibong kontrol ng pangkalahatang pagkonsumo ng kuryente.

Ang system ay nagpapatakbo sa iba't ibang mga mode ng pagtatrabaho, na nagreresulta sa mga makabuluhang pagkakaiba sa pagkonsumo ng lakas ng chip.Mayroong dalawang aktibong mode (AM) at limang mga mode ng mababang-kapangyarihan (LPM0 ~ LPM4) sa system.Sa mode ng real-time na orasan, ang pagkonsumo ng kuryente ng chip ay maaaring umabot sa mataas na antas ng 2.5μA, habang sa mode na may hawak na RAM, ang pagkonsumo ng kuryente ng chip ay maaaring mabawasan sa isang minimum na 0.1μA.

Ang bawat serye ng serye ng MSP430 ay nagsasama ng isang kayamanan ng on-chip at on-chip peripheral, kabilang ang Watchdog (WDT), Analog Comparator A, Timer_A0, Timer_A1, Timer_B0, UART, SPI, I2C, Multiplier ng Hardware, LCD Driver, 10-Bit/12-bit ADC, 16-bit σ-Δ ADC, DMA, Basic Timer, Real-Time Clock (RTC) at USB Controller, atbp.

Ang serye ng MSP430 ng mga microcontroller ay maaaring makamit ang isang 40NS na cycle ng pagtuturo na hinimok ng isang 25MHz crystal.Ang lapad ng data na 16-bit na ito, 40NS cycle cycle, at multifunctional hardware multiplier paganahin ito upang maipatupad ang ilang mga algorithm para sa pagproseso ng digital signal (tulad ng FFT, atbp.).

Ang MSP430 Series Microcontroller ay isang 16-bit na microcontroller na nagpatibay ng isang nabawasan na istraktura ng pagtuturo (RISC) at may masaganang mga mode ng pagtugon.Ang mga pangunahing tagubilin ng seryeng ito ng mga microcontroller ay simple, at mayroon ding isang malaking bilang ng mga tagubiling analog na magagamit.Bilang karagdagan, ang isang malaking bilang ng mga rehistro at memorya ng data ng on-chip ay maaaring lumahok sa iba't ibang mga operasyon, na nagbibigay ng mahusay na mga tagubilin sa pagproseso ng mesa.Ang mga katangiang ito ay nagbibigay -daan sa amin upang makatipon ang mahusay na mga programa ng mapagkukunan.

Ang mga alaala ng programa ng bawat serye ng mga microcontroller ng MSP430 ay kasama ang mga uri ng OTP, ROM, EPROM at flash.

Ang CPU ng MSP430 series microcontroller ay karaniwang pareho sa isang pangkalahatang-layunin na microprocessor, ngunit nagpatibay ito ng isang control-oriented na istraktura at sistema ng pagtuturo sa disenyo nito.Ang istraktura ng MSP430 core CPU ay dinisenyo gamit ang isang naka -streamline na set ng pagtuturo at mataas na transparency, kabilang ang mga panloob na tagubilin na isinagawa ng mga tagubilin sa hardware at kunwa batay sa umiiral na mga istruktura ng hardware.Ang disenyo na ito ay nagpapabuti sa bilis ng pagpapatupad ng pagtuturo at kahusayan, sa gayon ay pinapahusay ang mga kakayahan sa pagproseso ng real-time ng MSP430.

Ito ay konektado sa CPU sa pamamagitan ng MAB, MDB, at matakpan ang mga linya ng serbisyo at kahilingan.Ang mga module ng peripheral sa iba't ibang serye ng produkto ng MSP430 ay maaaring magkakaiba sa parehong uri at dami.Karaniwan silang isang kumbinasyon ng mga peripheral module tulad ng module ng orasan, tagapagbantay, port, pangunahing timer, timer A, timer B, paghahambing A, serial port 0, serial port 1, driver ng LCD, analog-to-digital converter, analog-to-digital converter, hardware multiplier, DMA controller, atbp.

Madaling Program: Ang mga tool sa pag -unlad ng MSP430 ay simple at madaling gamitin, at ang mga gumagamit ay maaaring gumana gamit ang iba't ibang mga wika ng programming, tulad ng wika ng C wika at pagpupulong.

Abot-kayang presyo: Kumpara sa iba pang serye ng microcontroller, ang presyo nito ay mas abot-kayang at angkop para magamit sa mga application na may mababang gastos.

Ang simulation ng high-precision: mayroon itong built-in na high-precision analog circuit, na may kakayahang tumpak na koleksyon ng signal ng analog at pagproseso.

Mababang pagkonsumo ng kuryente: Ang serye ng MSP430 ay nagpatibay ng iba't ibang mga teknolohiya ng mababang kapangyarihan, na pinapayagan itong ubusin ang napakaliit na kapangyarihan sa mode na standby.

Suportahan ang maraming mga protocol ng komunikasyon: Sinusuportahan nito ang maraming mga protocol ng komunikasyon tulad ng I2C, SPI, UART, atbp upang mapadali ang komunikasyon sa iba pang mga aparato.

Limitadong Mga Mapagkukunan ng Pag -unlad: Kabaligtaran sa iba pang serye ng microcontroller, ang MSP430 ay medyo kakaunti ang mga mapagkukunan ng pag -unlad, kaya ang mga gumagamit ay kailangang makahanap ng may -katuturang impormasyon at malutas ang mga problema sa kanilang sarili.

Maliit na kapasidad ng imbakan: Ang kapasidad ng imbakan nito ay medyo maliit at hindi angkop para sa mga senaryo ng aplikasyon na nangangailangan ng isang malaking bilang ng mga programa at pag -iimbak ng data.

Mas mababang pagganap: Kung ikukumpara sa iba pang serye ng mataas na pagganap ng microcontroller, ang MSP430 ay tumatakbo nang mas mabagal at hindi angkop para magamit sa mga senaryo ng application na may mataas na pagganap.

Ang MSP430 at 89C51 ay parehong mga microcontroller, at naiiba sila sa mga sumusunod na aspeto.

Una sa lahat, dahil ang 89C51 series microcontroller ay may 8-bit na panloob na bus, ang mga panloob na module ng pag-andar ay karaniwang 8-bit.Bagaman ang panloob na mga module ng functional ay makabuluhang nadagdagan, ang istraktura mismo ay may mahusay na mga limitasyon, lalo na ang pagdaragdag ng mga sangkap na functional na analog ay mas mahirap.Sa kaibahan, ang pangunahing arkitektura ng serye ng MSP430 ay 16-bit.Sa loob, kahit na ang data bus ay na-convert, mayroon pa ring 16-bit na bus, at ito ay isang hybrid na istraktura.Samakatuwid, para sa bukas na arkitektura na ito, kung ito ay upang mapalawak ang 8-bit na mga module ng function o 16-bit na mga module ng pag-andar, tulad ng pagpapalawak ng mga functional module tulad ng analog/digital conversion o digital/analog conversion, ay napaka-maginhawa.Ito rin ang dahilan kung bakit ang serye ng MSP430 ng mga produkto at ang kanilang mga functional na sangkap ay mabilis na tumataas.

Pangalawa, ang kanilang mga tool sa pag -unlad ay naiiba.Ang 89c51 ay ang unang microcontroller na pumasok sa China, kaya ang mga tao ay lumikha ng maraming angkop na mga tool sa pag -unlad.Gayunpaman, kung paano ipatupad ang online programming ay isang malaking problema pa rin.Para sa serye ng MSP430, dahil sa pagpapakilala ng memorya ng programa ng flash at teknolohiya ng JTAG, hindi lamang ang mga tool sa pag -unlad ay naging madaling gamitin, ngunit ang presyo ay medyo mababa din.Bilang karagdagan, sinusuportahan nito ang online programming.

Bukod dito, ang 89C51 ay isang 8-bit microcontroller.Gumagamit ito ng isang kumplikadong set ng pagtuturo na tinatawag na "CISC" na may 111 mga tagubilin.Ang MSP430 microcontroller ay isang 16-bit na microcontroller na nagpatibay ng isang pinababang istraktura ng pagtuturo na may 27 maigsi na mga tagubilin.Kasabay nito, ang isang malaking bilang ng mga tagubilin sa analog ay gumagamit ng maraming mga rehistro at memorya ng data ng on-chip, na nagpapahintulot sa kanila na lumahok sa iba't ibang mga operasyon.Ang mga pangunahing tagubiling ito ay mga tagubiling solong-siklo, malakas at mabilis.

Sa wakas, ang boltahe ng supply ng kuryente ng 89C51 microcontroller mismo ay 5 volts.Mayroon itong dalawang mga mode ng pagkonsumo ng mababang-kapangyarihan, lalo na ang standby mode at power-down mode.Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, ang kasalukuyang pagkonsumo ng kuryente ay 24ma, habang nasa mode ng standby, ang kasalukuyang pagkonsumo ng kuryente ay 3mA pa rin.Kahit na sa power-down mode, ang supply boltahe nito ay maaaring bumaba sa 2V.Gayunpaman, upang mai -save ang data sa panloob na RAM, kailangan din itong magbigay ng halos 50UA ng kasalukuyang.Sa paghahambing, ang serye ng MSP430 ng mga microcontroller ay may mahusay na pagganap ng mababang lakas.Samakatuwid, ang MSP430 ay mas angkop para sa mga instrumento na pinapagana ng baterya at mga produkto ng metro.

• Sistema ng pagkuha ng data: na nagtatampok ng isang 12-bit na ADC at Comparator, isinasama nito ang iba't ibang mga sangkap tulad ng maraming mga timer at usart sa isang solong chip, na nagbibigay ito ng maayos para sa mga aplikasyon sa mga sistema ng pagkuha ng data.

• Sensor Node: Dahil sa mababang pagkonsumo ng kuryente, angkop ito para sa mga wireless sensor network at maaaring epektibong mapalawak ang buhay ng baterya ng mga sensor node.

• Awtomatikong sistema ng kontrol: Ang MSP430 ay maaaring magamit sa mga awtomatikong control system tulad ng kontrol sa industriya, automation ng bahay, at mga sistema ng automation ng gusali.Ang mataas na pagganap at mababang pagkonsumo ng kuryente ay ginagawang angkop para sa matagal na mga aplikasyon ng kontrol.

• Mga Portable na aparato: Ang sobrang mababang pagkonsumo ng kuryente ay ginagawang perpekto para sa mga portable na aparato tulad ng mga relo, mga handheld calculator, mga tracker ng sports at mga aparatong medikal.

• Smart Instrument: Ginagamit ng microcontroller ng MSP430 ang memorya ng flash bilang imbakan ng programa nito, na sumusuporta sa JTAG online programming para sa maginhawang mga gawain tulad ng pag -download ng programa, kunwa, pag -debug, at pag -upgrade.Ang tampok na ito ay humantong sa malawakang pag -aampon nito sa larangan ng Smart Meter.

• Mga Smart Meters: Ang MSP430 ay malawakang ginagamit sa mga matalinong metro.Sinusubaybayan nito ang paggamit ng kuryente, nagsasagawa ng pagwawasto ng kadahilanan ng kuryente, at nakikipag -usap sa mga pag -andar habang pinapanatili ang mababang pagkonsumo ng kuryente, makabuluhang nagpapalawak ng buhay ng baterya.

• Kagamitan sa medikal: Dahil sa mababang pagkonsumo ng kuryente at maliit na pakete ng MSP430, malawakang ginagamit ito sa mga medikal na kagamitan, kabilang ang mga portable na medikal na instrumento at kagamitan sa pagsubaybay sa pasyente.

Ang pamilyang MSP430 ng ultra-low-power 16-bit RISC na halo-halong mga processors mula sa Texas Instruments (TI) ay nagbibigay ng panghuli na solusyon para sa mga aplikasyon ng pagsukat na pinapagana ng baterya.

Ang MSP430ware software ay isang koleksyon ng mga mapagkukunan ng disenyo para sa pagbuo ng MSP430 MCU kabilang ang isang malawak na pagpili ng mga lubos na abstract na mga aklatan ng software.Ang software ay magagamit bilang isang bahagi ng Code Composer Studio ™ IDE Desktop at mga bersyon ng ulap, o bilang isang package na nakapag -iisa.

Ang mababang operasyon ng kuryente ay isang pangunahing tampok ng MSP430.Ang disenyo nito ay nagbibigay ng napakababang pagtagas, at nagpapatakbo ito mula sa isang solong riles ng supply.Nagbibigay ito ng isang napakababang kasalukuyang kanal kapag ang processor ay nasa standby mode.Maraming mga mababang mode ng kuryente ang suportado, na balansehin ang mga pangangailangan ng iba't ibang mga aplikasyon.

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng MSP430 at Arduino: Ang Arduino ay itinayo para sa mabilis na tagumpay kapag naglalaro kasama nito.Ang disbentaha ay gumagamit ito ng mga generic na aklatan upang gawin ang mga pinakasimpleng bagay.Tulad ng PC kung saan ang isang simpleng 1-line na "Hello World" na programa ay naglo-load ng mga tonelada ng DLL.Ang MSP, gayunpaman, ay nangangailangan na talagang gumawa ka ng isang bagay.

Ang MSP430 microcontroller ay isang halo-halong processor.Nagbibigay ito ng isang solong-chip solution sa pamamagitan ng pagsasama ng maraming iba't ibang mga functional analog circuit, digital circuit module, at microprocessors sa isang solong chip para sa mga praktikal na kinakailangan sa aplikasyon.