在MSP430微控制器 (MCU) 中集成多種功能

我們一直在通過減少元器件的數(shù)量和節(jié)約印刷電路板的尺寸來追求系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。

增添小型、低成本的微控制器（MCU）以實(shí)現(xiàn)簡單的輔助處理功能，可以對(duì)許多電路的設(shè)計(jì)產(chǎn)生助益。該通用MCU并非系統(tǒng)中主要的處理器，但它可處理一些必不可少的系統(tǒng)級(jí)功能，如LED控制或輸入/輸出擴(kuò)展。本文中，我將說明如何在系統(tǒng)中集成多功能通用處理MCU來縮減物料清單（BOM）成本，節(jié)省電路板空間，并最大程度地簡化設(shè)計(jì)。

例如，假如您要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)具有以下功能的新設(shè)計(jì)：

LED控制

I/O擴(kuò)展

帶電可擦可編程存儲(chǔ)器（EEPROM）

外部看門狗時(shí)鐘

您可使用分立元器件來實(shí)現(xiàn)所有功能。也可以考慮在通用MCU上執(zhí)行軟件實(shí)現(xiàn)同樣的功能，以降低復(fù)雜性并減小電路板的尺寸，如圖1所示。

圖1：在單個(gè)通用MSP430 MCU上實(shí)現(xiàn)軟件中多個(gè)分立元器件的功能

另一個(gè)值得考慮的設(shè)計(jì)方面的挑戰(zhàn)——也許是一個(gè)最為重要的挑戰(zhàn)——就是符合您的設(shè)計(jì)預(yù)算要求。

例如，如果采用分立元器件方法實(shí)現(xiàn)這些功能，您可預(yù)估大致的物料清單成本。舉例來說，具備包括LED控制、五通道I/O擴(kuò)展器、串行EEPROM和外部看門狗時(shí)鐘等功能的多個(gè)分立元器件方案總計(jì)將花費(fèi)約0.97美元。與此相比，8-KB MSP430 MCU的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)價(jià)格不到0.25美元。這可大大節(jié)約了成本！

如果您需要更大或更小內(nèi)存的通用MCU，可在MSP430 MCU產(chǎn)品系列中發(fā)現(xiàn)不同內(nèi)存和配置的豐富的選擇。具體信息請(qǐng)登錄TI.com.cn查詢。

表1：TI.com.cn上的通用MSP430 MCU主打產(chǎn)品列表

采用集成度好的通用化MCU的設(shè)計(jì)方案不僅可減小電路板尺寸、減少元器件數(shù)量，還可降低整體物料成本。您可在網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)“更簡易的系統(tǒng)監(jiān)控：如何將多個(gè)功能轉(zhuǎn)移到MSP430 MCU。”中了解更多關(guān)于這些設(shè)計(jì)的信息。

示例應(yīng)用程序：在內(nèi)務(wù)處理型MCU上實(shí)現(xiàn)ADC喚醒和傳輸功能

讓我們來看一個(gè)示例，說明如何在設(shè)計(jì)中真正實(shí)現(xiàn)輔助處理功能。

一種常見的設(shè)計(jì)是在電路板上配置一塊模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），并同其他諸如電池監(jiān)控器或溫度傳感器等設(shè)備連接。在此示例中，ADC必須定期對(duì)來自傳感器的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，并將此數(shù)據(jù)發(fā)送回MCU，而MCU將根據(jù)這些信號(hào)的情況進(jìn)行操作。

如果MCU使用定時(shí)器來觸發(fā)ADC讀取，甚至連續(xù)接收ADC返回的值，則會(huì)增加系統(tǒng)功耗。一種解決方案是將ADC集成到MCU中，并獨(dú)立于中央處理器（CPU）進(jìn)行操作。如此，MCU的其余部分可以進(jìn)入休眠狀態(tài)，僅在ADC讀取的值超過某個(gè)閾值時(shí)才被予以喚醒。此時(shí)，ADC將發(fā)出中斷信號(hào)并喚醒MCU。

結(jié)論

使用另一個(gè)小型MCU執(zhí)行輔助處理功能是簡化設(shè)計(jì)的好方法。通用型MSP430MCU具備超低功耗和模擬外設(shè)獨(dú)立監(jiān)控的特點(diǎn)很適合這類應(yīng)用，另外，借助我們的軟件和圖形化界面，您可在數(shù)分鐘內(nèi)對(duì)MSP430設(shè)備進(jìn)行編程，以實(shí)現(xiàn)各類功能。

審核編輯：郭婷