Traduit et adapté de l’anglais

Chapitre 2La famille MSP430

Texas Instruments IncorporatedUniversity of Beira Interior (PT)

Pedro Dinis Gaspar, António Espírito Santo, Bruno Ribeiro, Humberto SantosUniversity of Beira Interior, Electromechanical Engineering Department

www.msp430.ubi.pt

MSP430

Copyright 2009 Texas Instruments All Rights Reserved

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Objectifs d’apprentissage

• Survol d’une famille typique de microcontrôleurs : la famille MSP430 de TI

• Kits de développement

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Exemple de microcontrôleurs : La famille TMS430

• Consommation de courant très faible compatible avec alimentation par batterie ; aussi peu que :– 0.1 uA en mode sauvegarde de la mémoire – 0.7 uA en mode réveil par horloge– 165 uA/MIPS en mode actif– Réveil en moins de 1 us– Courant de fuite des lignes d’e/s 

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La famille MSP430 : Architecture générale

• Bus interne de données interne de16 bits et externe de 8 bits

• Jusqu’à 20 bits d’espace d’adressage• Site web de TI

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La famille TMS430 : Le CPU

• Architecture RISC (Reduced Instructions Set Computing)– Nombre d’instructions réduit au minimum

• 27 instructions physiques et 24 instructions émulées en microcode– Fournit un processus de décodage rapide;– Bus communs d’adresses  (MAB) et de données (MDB) – Architecture 

Von Neumann :• Emmagasinage commun des instructions et des données.

• Seize registres à 16‐bits– 4 des registres (R0, R1, R2 and R3) ont des fonctions dédiées (PC, SP, SR, 

et générateur de constantes) ;– 12 sont des registres de travail (R4 to R15) à usage général.

• Unité arithmétique et logique (ALU):– Addition, soustraction, comparaison et opérations logiques (AND, OR, 

XOR) ;

– Sémaphores pour débordement, zéro, négatif, and bit de retenue

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La famille TMS430 : Mode d’adressage

• 7 modes pour la source :

• 4 modes pour la destination :– Register mode; Indexed mode; Symbolic mode; Absolute mode.

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La famille MSP430 : sous‐familles

• Alimentation de 1.8v – 3.6 v• Membres avec interface LCD (x4xx ) et sans interface LCD 

(x2xx and F5xx)– MSP430x1xx

Mémoire Flash/ ROM de capacité jusqu'à 60 Ko ; performance de 8 MIPS ; plusieurs périphériques 

– MSP430F2xx Mémoire Flash ; consommation de courant plus faible et performance jusqu’à 16 MIPS ; oscillateur intégré avec 1% de précision ; résistances de tirage programmables sur les ports. 

– MSP430x4xx Jusqu’à 120ko de mémoire Flash/ ROM, performance de  8MIPS, contrôleur LCD intégré. 

– MSP430x5xx Mémoire Flash ; consommation de puissance la plus faible ; performance jusqu’à25 MIPS démarrant à 12 MIPS ; module de gestion de l’alimentation ; 2x la capacitéde mémoire des autres familles.

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La famille TMS430 : Périphériques intégrés

• Choix varié CAN 10/12 bits SAR 

CAN 16 bits Sigma Delta  

CNA 12 bits 

Comparateur analogique 

Contrôleur LCD 

Moniteur d’alimentation  

Amplificateurs opérationnels 

Temporisateurs à 16 et 8 bits 

LDO/PMM 

RF 

Chien de garde 

UART/LIN 

I2C 

SPI 

IrDA 

USB 

Multiplieur en matériel 

Contrôleur DMA

Capteur de température 

Horloge temps‐réel

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La famille TMS430 : L’espace d’adressage

• Espace d’adressage uniforme:– Couvre toute la mémoire, incluant la RAM, la mémoire Flash/ROM, les 

registres spécialisés (SFRs) et les registres des périphériques.

– Carte :Memory Address Description Access

End: 0FFFFh Start: 0FFE0h

Interrupt Vector Table Word/Byte

End: 0FFDFh

Flash/ROM

0F800h Start *:

01100h

Word/Byte

010FFh End *: 0107Fh Information Memory

Start: 01000h (Flash devices only) Word/Byte

End: 0FFFh Start: 0C00h

Boot Memory (Flash devices only)

Word/Byte

09FFh End *: 027Fh RAM

Start: 0200h Word/Byte

End: 01FFh Start: 0100h

16-bit Peripheral modules Word

End: 00FFh Start: 0010h

8-bit Peripheral modules Byte

End: 000Fh Start: 0000h

Special Function Registers Byte

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La famille TMS430 : Les vecteurs d’interruption

• Situés en haut de l’espace mémoire (16 deniers mots de la mémoire Flash/ROM): 0FFE0h ‐ 0FFFEh ;

• La priorité de service est implicite en partant de la plus haute adresse

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• L’outil de développement MSP430 USB stick peut servir àconcevoir des projets à base de  microcontrôleurs F2012 et F2013 

• Un projet peut être développé comme système autonome ou comme partie d’un système plus grand en y intégrant  le circuit imprimé détachable contenant le microcontrôleur  

• Le port USB fournit suffisamment d’énergie pour opérer le MSP430

• 20 $ !

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Kit de démarrage eZ430‐F2013 (1/3)

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• Toutes les 14 broches d’entrées/sorties du microcontrôleur MSP430F2013 sont accessibles sur le circuit imprimé détachable pour le débogage et l`interfaçage au périphériques; 

• Une des broches d’e/s est reliée à une diode LED en                                        vue de fournir un feedback visuel;

• Caractéristiques du microcontrôleur MSP430F2013 et                     périphériques intégrés :– Performance de 16‐MIPS– Convertisseur A‐N Sigma‐Delta avec 16 bits de résolution– Compteur/temporisateur de 16 bits– Temporisateur de surveillance (« Watchdog timer »)– Détecteur de sous‐tension d’alimentation (« Brownout detector »)– Module sériel synchrone supportant SPI and I2C– 5 modes d’opération à faible courant (0.5 μA en mode standby)

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Kit de démarrage eZ430‐F2013 (2/3)

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Kit de démarrage eZ430‐F2013 (3/3)

• Caractéristiques de kit:

– Environnement de développement Code Composer Essentialsincluant une interface de débogage par port USB

– Circuit imprimé avec cible F2013 détachable après programmation

– Indicateur à LED – L’interface de débogage supporte tous les membres de la 

famille MSP430F20xx.

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Kit de démarrage eZ430‐RF2500

• Outil de développement à port USB pour le microcontrôleur MSP430F2274 et le transmetteur sans fil 2.4 Ghz CC2500;

• Circuit imprimé cible Z430‐RF2500T détachable : peut être utilisé seul, intégré dans un système,  ou avec l`interface de débogage USB;

• Peut communiquer avec un PC par le bais du UART intégré dans le MSP430.

• Alimentation autonome ou via le port USB• 50 $ !

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Kit de démarrage eZ430‐RF2500 : MSP430F2274 et périphériques

• Performance de 16‐MIPS;• Convertisseur A‐N à approximations successives avec 10 bits de 

résolution et fréquence d`échantillonnage jusqu’à 200 ke/s 

• Compteur/temporisateur de 16 bits• 2 amplificateur opérationnels intégrés• Compteur/temporisateur de 16 bits• Chien de garde (« Watchdog timer »)• Module sériel universel supportant UART/LIN, (2) SPI, I2C, or IrDA• Taux de transfert de données programmable jusqu’à 500 kb/s• 5 modes d’opération à faible courant (0.7 μA en mode standby)

• Transmetteur RF 2.4‐GHz externe (CC2500)

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Kit de démarrage eZ430‐RF2500 : Caractéristiques du kit

• Environnement de développement Code Composer Essentials avec interface de débogage par port USB 

• Circuit imprimé avec cible MSP430F2274                                         et transmetteur RF CC2500 détachable                                                   après la programmation ;

• 18 broches d’e/s du microcontrôleur                                          disponibles;

• 2 témoins visuels à diodes LEDs ;

• Bouton poussoir pour l’interruption                                              d’exécution et le feedback d’usager.

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Kit de démarrage eZ430‐RF2500 : Description des broches

http://www.ti.com/litv/pdf/slau227e

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