TI公司的MSP430系列单片机处理能力强大,超低功耗设计,功能高度集成,适合众多的场合使用。[3]利用MSP430的众多优点,也可以使很多设计简单化,使应用人员不必再接VI、外接I,0及存储器上花太多的精力,而可以方便的设计真正意义上的单片系统,来实现其智能化;同时它最为典型的低功耗的特点,可利用电池为其长期供电:再者,其高度的集成度可简化设计,减小PCB的面积。来实现设计系统便携式的特点。[4]而且其本身就具有UART功能,其中大部分还和SPI,I2C功能复用,通过相关的寄存器配置,可以很轻松的实现了UART,SPI,I2C的通信功能。至于所用的开发语言则是采用扩展之后的C语言,可以大大提高程序的可靠性、可读性和可移植性。因此利用MSP430用于UART的设计具有较高的实用价值和重大意义。
1.2 课题研究现状及相关技术介绍
1.2.1 UART的性能指标
1.2.2 MSP430的发展历程和结构介绍
MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。称之为混合信号处理器,是由于其针对实际应用需求,将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片机”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。[7]
德州仪器1996年到2000年初,先后推出了31x、32x、33x等几个系列,这些系列具有LCD驱动模块,对提高系统的集成度较有利。每一系列有ROM 型(C)、OTP 型(P)和 EPROM 型(E)等芯片。EPROM 型的价格昂贵,运行环境温度范围窄,主要用于样机开发。2000 年推出了11x/11x1系列。这个系列采用20脚封装,内存容量、片上功能和 I/O 引脚数比较少,但是价格比较低廉。2000年7月推出了F13x/F14x 系列,在2001年7月到2002年又相继推出F41x、F43x、F44x。这些全部是 Flash 型单片机。TI公司在2002年底和2003年期间又陆续推出了F15x和F16x系列的产品。[8] 在这一新的系列中,有了两个方面的发展。从存储器方面来说,将 RAM 容量大大增加。作为本文多引用到的MSP430F149,其主要包含以下功能部件:
1 CPU、2 存储器、3 外围模块。MSP430的外部模块主要包括:时钟模块、看门狗、定时器A、定时器B、比较器A、串口0、串口1、硬件乘法器、12位模数转换和端口等。[9]其实物图以及结构图分别如图1,图2所示
MSP430的存储器则是由ROM与RAM组成,其存储器组织结构采用冯诺依曼结构,RAM和ROM都编址在统一寻址空间,其内部的存储空间又可以划分为三个区,位于存储器最低端的是数据区,包括寄存器与数据变量、堆栈,都属于RAM。最高端的是主FLASH区,存放代码的空间,中间还有一个信息FLASH区,可以在掉电后用于保存少量信息。在全系列的MSP430单片机上,都可以通过内置的FLASH控制器,擦除或改写内部任何一段FLASH的内容。[10]论文网
其硬件结构具有以下特点:
超低功耗结构,能够延长电池生存周期。RAM保持方式下电流为0.1μA,等待方式时电流为0.8μA,活动状态时电流也仅为250μA/MIPS。
高性能的模拟器件可以用于精确测量。集成12位200Kbps的A/D转换器,自带采样保持。
拥有16位RISC中央处理器,125ns指令周期。可以用较少的代码空间实现高性能的应用。
系统中使用可编程的FLASH,为开发编程提供便利。[11]
1.2.3 MSP430的软件平台
整个开发过程所需的全部功能由一套软件全部提供,这类软件被称为“集成开发环境”,简称IDE(Intergrated Develop Enviroment)。[12] MSP430单片机的通用UART数据收发器的设计(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_72783.html