MSP432培训手册.pdf

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1、MSP432 产品培训 T e x a s I n s t r u m e n t s I n c o r p o r a t e d MSP432 产品培训 2015 1 MSP432 产品培训产品培训 目录目录 第一章 MSP432 MCU 概览 . 2 第二章 Cortex-M4F 内核和中断 . 14 第三章 电源系统 . 20 未完待续未完待续 MSP432 Microcontroller Workshop Revision 1.0 2015. 03 MSP432 产品培训 2015 2 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 本章

2、节将主要对 MSP432 系列 MCU 的性能和特色进行一个概括性的介绍。 MSP432 系列 MCU 属于低功耗、高性能的微控制器。这个系列产品是 TI 的 MSP 低功耗 微控制器系列中的产品，MSP 系列产品还包括我们的 FRAM 产品和安全与互联型 MCU （例如 RF430 产品）。MSP432 系列是最新的更高主频和更丰富外设通用微控制器产品。 MSP432 产品培训 2015 3 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 在实际应用中，客户通常希望能解决哪些问题？很多时候，我们发现首先客户希望能提高 处理能力。他们希望能进一步增强器件的功能、对数据的吞吐能力或模拟方面的性能，

3、或 许他们也正在进行 ARM 内核的标准化工作。同时，他们还需要低功耗，尤其是采用电池 供电的应用，或一些只需极少电量的应用情况下。第三，他们也希望工具和软件能方便易 用，并能帮助他们优化性能及功耗。最后，他们还需要产品拥有一个可扩展的平台，让他 们能够在低功耗产品与高性能产品之间自由切换。 MSP432 凭借 32 位的 48 MHz Cortez -M4F 内核让这些问题迎刃而解。此处理器可提供 更高性能，比如是 M3 内核的两倍性能，而同时功耗只有一半。大家应该知道低功耗的概 念根植于 MSP 的 DNA 中。我们已将此 MSP432 器件设计成超低功耗的通用型 Cortex- M 微控

4、制器。 在工作模式下功耗仅为 95 uA/MHz，而待机功耗仅为 850nA，其中包括了 RTC 的功耗。同时，我们希望用户能充分利用 MSP430 的工具链，以及 ARM 的工具链， 以获得最佳的高性能和低功耗。现在，由于 MSP430 平台的延伸，用户可以在 16 位内核 产品和 32 位内核产品之间自由选择，所有这些产品之间均具有无缝移植能力。 MSP432 产品培训 2015 4 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 由于性能是 MSP432 的一个关键目标，因此我们选择了性能最高的 Cortex M 内核，这一 点十分重要。Cortex -M4F 内核包含对完整 ARM 指令

5、集的访问权限，此外还包含了 DSP 扩展指令和一个浮点 FPU 模块。 同时非常重要的一点是，我们在该器件内内置了高性能的外设和一些特色。例如，我们在 ROM 中预先烧录了驱动程序库。 与调用位于 Flash 中的驱动程序库相比，现在您可以用 更快的速度调用位于 ROM 中的驱动程序库。内置的闪存是独立的同步 Flash，允许用户 同时进行读和写操作，而这通常是很花费时间的。另外，控制器中内置的模拟模块是我们 目前为止速度最快的 1MSPS 的 14 位 ADC，这可以让您以更快的速度进行数据采样。 MSP432 产品培训 2015 5 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 与 M4、

6、M3 或 M0+ 内核相比，您会看到 Cortex M4F 内核支持一个完整的 ARM 指令集。 包括扩展的 DSP 指令和浮点处理指令。因此，您可以更高效地执行运算。从图中您可以 看到，Cortex M4F 内核处理定点运算的速度是 M3 内核的两倍，而浮点运算速度比 M3 内核快十倍以上。 MSP432 产品培训 2015 6 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 说到低功耗，首先我们对芯片在硅片的级别上就进行了低功耗优化。我们加入了宽工作电 压范围等功能。MSP432 可在 1.62V 下工作，这包括全速代码运行以及闪存访问。我们 还集成了 DC/DC 稳压器，让您在超过 24

7、MHz 的频率时提高工作效率。而闪存的缓冲器 NTMA 可帮您最大限度的减小 CPU 执行周期。 在器件具备低功耗性能的同时，我们也提供帮助实现低功耗的工具和软件。位于 ROM 中 的驱动程序库所需要的功耗也低于在闪存中运行驱动程序的情况。而 TI 提供的诸如 ULP Advisor 和 Energy Trace+ 等工具可帮助用户优化代码，从而避免在不必要的情况下产生 额外的功耗。 MSP432 产品培训 2015 7 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 Coremark 的基准测试的开发组织 EEMBC 推出了称为 ULPBench 的全新基准测试，用于 测量不同微控制器之间的超

8、低功耗性能。在图中可以看到，MSP430 真正拥有标杆性的 ULPBench 得分，测试表明我们的 MSP432 产品具有最高的能效。此处的数值越高表明 功耗越低。 MSP432 产品培训 2015 8 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 MSP432 提供了 Energy Trace+ 等工具来实时的查看整个器件的功耗。您可以随时测量 电流或检查 CPU 状态，并进行跟踪，从而确定在哪些处理中可能存在功耗黑洞。 MSP432 产品培训 2015 9 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 上图是 MSP432 微控制器的框图，让我们更近距离的观察该器件。图中的橙色部分的外 设

9、与传统的 MSP430 中的外设相同，这一点对于想要将代码从 16 位 MSP430 器件移植 到 32 位 MSP432 器件的用户而言十分重要。蓝色部分的外设则是 MSP432 中新增或者 功能增强的外设部分。 MSP432 产品培训 2015 10 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 图中显示的是最新的 TI MSP430 平台，包括产品，软件，硬件和开发套件。现在，我们 来看一下原有的 MSP430 用户如何开发 MSP432，有哪些部分可以无缝移植？ 可以看到， 所有以红色标明的 MSP430 产品部分都与 MSP432 中的相同。您将发现，唯一不能进行 移植的是内核，这是

10、因为我们采用了 32 位的 ARM Cortex -M4F 内核。同时，MSP432 采用了一些新的组件。新的 432 模块和 ARM 模块，这些新模块都同时附带新的软件。 您可以使用寄存器级的软件库或使用驱动程序库进行编程。ARM 用户则有机会利用 CMSIS 风格的编码，并且我们提供了一些新的 IDE。 MSP432 产品培训 2015 11 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 MSPWARE 作为一站式服务，为您提供所有必要的技术配套资料。您在此处可以看到， 所有的用户指南和数据手册、培训、应用手册和代码示例都包含在 MSPWARE 中。这是 您进行评估和代码开发的最佳起点。

11、MSP432 产品培训 2015 12 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 用户可以使用 MSP432 Launchpad，这是价格仅为 12.99 美元的一体化工具，其中包括 板上仿真器以及包括按钮和 LED 在内的用户界面，并通过 USB 连接到您的电脑。这是 评估 MSP432 的最佳途径。具体做法是尝试使用示例代码和即开即用的 GUI，开始着手 进行您自己的软件开发。 MSP432 产品培训 2015 13 第一章第一章 MSP432 MCU 概览概览 MSP432 系列有六种不同的器件供选择。带 R 的器件具有 256k 闪存和 64kRAM，而带 M 的器件则有 128k

12、 闪存和 32kRAM。 您将看到 TI 提供三种不同的封装类型，可以根据 具体应用选择最适合的选项。最小的是 5*5mm 的 BGA 封装，此外还有 64QFN 和 100LQFP 封装。 第一部分的简要介绍到此结束。 MSP432 产品培训 2015 14 第二章第二章 Cortex-M4F 内核和中断内核和中断 第二第二章章 Cortex-M4F 内核和中断内核和中断 在第二章中，我们将简要的介绍 MSP432 的内核 Cortex-M4F，以及中断系统。 MSP432 的内核 使用 32 位的 Cortex-M4F 内核。该内核具有 32 位的数据总线、32 位的 寄存器组和 32 位

13、的存储器接口。内核采用 Harvard 架构，这意味着它拥有独立的指令总 线和数据总线。这样一来，对指令和数据的访问可以同时进行，数据访问的过程不会影响 或干扰指令的流水线，因此可以提升处理器的性能。 此特性使得整个 Cortex - M4F 内核 中有多个总线和接口，每个总线和接口均可同时使用，以实现最佳的利用率。数据总线和 指令总线共享同一存储空间，此空间称为统一的存储系统。 此外，MSP432 选择的 Cortex-M4F 内核，该内核还包含一个可嵌套的中断向量控制器， 简称 NVIC。它还包含一个浮点单元 (FPU) 以及随 Cortex-M4 内核一起提供的增强型 DSP 指令集。

14、MSP432 产品培训 2015 15 第二章第二章 Cortex-M4F 内核和中断内核和中断 从调试器的角度来看，内核中拥有一个标准化的 Cortex-M 调试器模块、一个 COI 调试 模块以及 ITM 跟踪模块支持。 由于这是一个 Cortex M 内核，因此它还继承了大量来自 Cortex 和 ARM 产品的外设，其 中包括 uDMA、SysTick 和中断管理器。 MSP432 产品培训 2015 16 第二章第二章 Cortex-M4F 内核和中断内核和中断 图片中为您概要的介绍了从 Cortex M0 到 Cortex M4 的不同 Cortex M 内核类型的差异。 您可以看到，我们选择的 Cortex-M4F 内核提高了内核的复杂性，向指令集添加了更多指 令，并增加了其他特性，如硬件乘法器、硬件除法器、饱和运算能力、DSP 指令扩展以 及一个浮点单元。您可能还注意到，从 Cortex M0 和 M0+ 到 M3 和 M4，ARM 架构从 Von Neumann 架构变为了 Harvard 架构，这一过程使得内核在指