Микроконтроллер MSP430.Энергосберегающиережимы

Помимо активного режима (АМ), когда все внутренние синхросигналы активны, поддерживается также пять режимов, позволяющих в той или иной степени снизить потребляемую микроконтроллером мощность. Эти режимы обозначаются от LPM0 (LowPowerMode 0) до LPM4 и различаются комбинациями включения и отключения синхросигналов MCLK, SMCLK, ACLK и генератора DCO.

Во всех пяти режимах центральный процессор выключен. Режим LPM4 (режим сна) является самым радикальным – приостанавливается любая активность микроконтроллера, включая системный генератор, лишь сохраняется содержимое оперативной памяти, регистров и установки портов ввода-вывода. При этом типовая величина потребляемого тока снижается до 0,1 мкА.

Возврат к активному режиму после любого из этих состояний ожидания может быть осуществлён по прерываниям от работающей периферии или от RST/NMI. Выход из режима LPM4 возможем только по разрешённым внешним прерываниям.

В дополнение к энергосберегающим режимам, отключением тех или иных периферийных устройств можно достичь ещё большего снижения тока потребления.

 

26.Микроконтроллер MSP430. Периферийные устройства. Регистры периферийных модулей (устройств) располагаются в общем адресном пространстве. Область адресов от 0100h до 01FFh зарезервирована для 16битных периферийных модулей. Для обращения к таким устройствам необходимо использовать команды, оперирующие двухбайтными значениями. При использовании команд, работающих с однобайтными значениями, допускаются обращения только к чётным адресам памяти, при этом старший байт результата всегда будет равен нулю.

Область адресов от 010h до 0FFh зарезервирована для 8%битных периферийных модулей. Для обращения к этим устройствам необходимо использовать команды, оперирующие байтами. Если для чтения из такого модуля использовать команду, оперирующую словами, то содержимое старшего байта результата будет

неопределённым. При записи в 8битный модуль двухбайтного значения, в регистр устройства будет записан только младший байт.

Некоторые функции периферийных устройств конфигурируются посредством регистров специальных функций. Эти 8битные регистры располагаются в младших 16 байт адресного пространства. Для обращения к указанным регистрам можно использовать только команды, оперирующие байтами. Назначение

отдельных битов регистров специальных функций описано в документации на конкретные модели.

 

Микроконтроллер MSP430 Порты ввода-вывода

Устройства MSP430 имеют до 6 портов цифровых входов/выходов от Р1 до Р6. Каждый порт имеет 8 выводов входа/выхода. Каждый вывод индивидуально конфигурируется как вход или выход и каждая линия ввода/вывода может быть индивидуально считана или записана.

Порты Р1 и Р2 имеют возможность вызывать прерывание. Для каждой линии ввода/вывода портов Р1 и Р2 можно индивидуально разрешить прерывания и сконфигурировать их так, чтобы прерывание происходило по фронту или спаду входного сигнала. Все линии ввода/вывода порта Р1 являются источником одного вектора прерывания, а все линии ввода/вывода порта Р2 – источник другого вектора прерывания.

Цифровые входы/выходы обладают следующими возможностями:

- Независимые индивидуально программируемые входы/выходы;

-Любые комбинации входа или выхода;

-Индивидуально конфигурируемые прерывания от Р1 и Р2;

-Раздельные регистры данных для входов и выходов.

АЦП. Определение. Основные понятия: разрешение, разрядность, частота дискретизации.

АЦП — электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. Тем не менее, некоторые неэлектронные устройства с цифровым выходом, следует также относить к АЦП, например, некоторые типы преобразователей угол-код. Простейшим одноразрядным двоичным АЦП является компаратор.

Разрешение АЦП — минимальное изменение величины аналогового сигнала, которое может быть преобразовано данным АЦП — связано с его разрядностью. В случае единичного измерения без учёта шумов разрешение напрямую определяется разрядностью АЦП.

Разрядность АЦП характеризует количество дискретных значений, которые преобразователь может выдать на выходе. В двоичных АЦП измеряется в битах, в троичных АЦП измеряется в тритах. Например, двоичный 8-ми разрядный АЦП, способен выдать 256 дискретных значений (0…255), поскольку , троичный 8-ми разрядный АЦП, способен выдать 6561 дискретное значение, поскольку .

Частота дискретизации — частота взятия отсчетов непрерывного во времени сигнала при его дискретизации (в частности, АЦП). Измеряется в Герцах.

Чем выше частота дискретизации, тем более широкий спектр сигнала может быть представлен в дискретном сигнале.

28.Микроконтроллер MSP430.16битный АЦП SD16_A

Модуль АЦП SD16 содержит до трёх независимых сигма-дельта аналогово-цифровых преобразователей и встроенный источник опорного напряжения. Каждый из АЦП имеет до восьми полностью дифференциальных переключаемых каналов, в том числе встроенный датчик температуры. АЦП созданы на базе дельта-сигма модуляторов второго порядка с передискретизацией и цифровых децимирующих фильтров. Для прореживания (децимации) используются фильтры comb-типа с программируемым коэффициентом прореживания до 256. Дополнительная фильтрация может быть осуществлена программно.

Модуль АЦП SD16 обладает следующими свойствами:

-16-битная сигма-дельта архитектура

-До 3-х независимо функционирующих каналов АЦП

-До 8 переключаемых дифференциальных аналоговых входов на канал

-Программно включаемый встроенный источник опорного напряжения (1,2В)

-Программный выбор встроенного или внешнего источника опорного напряжения

-Встроенный датчик температуры, доступный для всех каналов

-Входная частота модулятора до 1,048576 МГц (частота выборки fSAMPLE до 4096 Гц при передискретизации 256х)

-Программно выбираемый режим преобразования с пониженным энергопотреблением

Модуль АЦП SD16 конфигурируется при помощи пользовательского программного обеспечения.

Ядро аналогово-цифрового преобразователя. Аналогово-цифровое преобразование осуществляется однобитным сигма-дельта модулятором второго порядка. Однобитный компаратор в составе модулятора осуществляет квантование сигнала с частотой модулятора fM. Получающийся в результате однобитовый поток усредняется цифровым фильтром, формируя результат преобразования.

Цифровой фильтр обрабатывает 1-битный поток данных, поступающий с модулятора при помощи SINC3 фильтра comb-типа.

Модуль АЦП SD16 содержит встроенный источник опорного напряжения величиной 1.2В, который может быть использован для всех каналов модуля SD16 и включается битом SD16REFON. Для снижения помех при использовании встроенного источника опорного напряжения рекомендуется использование внешнего конденсатора ёмкостью в 100 нФ, подключенного между выводов VREF и AVSS. Опорное напряжение также может использоваться вне микроконтроллера, если это разрешено битом SD16VMIDON. Выход ИОН буферизован, нагрузочный ток буфера до 1мА. При использовании опорного напряжения вне микроконтроллера, требуется внешний конденсатор ёмкостью в 470 нФ, подключенный между выводов VREF и AVSS. Уточнённые параметры см. в документации на конкретный тип МК.

Каждому каналу модуля SD16 сопоставлен регистр памяти SD16MEMx. На каждом шаге децимации цифрового фильтра результат преобразования записываются в соответствующий регистр SD16MEMx. При перезаписи нового значения в регистр SD16MEMx устанавливается бит SD16IFG. Бит SD16IFG обнуляется автоматически при чтении из регистра SD16MEMx либо может быть обнулён программно.