為什么要使用MSP430？與51單片機(jī)的優(yōu)劣勢(shì)在哪里？

MSP430系列單片機(jī)是美國(guó)德州儀器(TI)1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16 位超低功耗的混合信號(hào)處理器(Mixed Signal Processor)。稱(chēng)之為混合信號(hào)處理器，主要是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，把許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個(gè)芯片上，以提供“單片”解決方案。MSP430是16位單片機(jī)，51是8位單片機(jī),MSP430采用RISC精簡(jiǎn)指令集，單個(gè)時(shí)鐘周期就可以執(zhí)行一條指令，相同晶振，速度較51快12倍。其它片上資源也是MSP較豐富。

有很多應(yīng)用領(lǐng)域，比如智能儀器或儀表、自動(dòng)化控制設(shè)備、家用電器等，其對(duì)于運(yùn)算及控制功能的要求不高，用簡(jiǎn)單的控制軟件便可達(dá)到令人滿(mǎn)意的控制效果，但是針對(duì)一些對(duì)于體積、成本及能耗有著嚴(yán)格要求的應(yīng)用領(lǐng)域，一般的控制軟件很難達(dá)到相應(yīng)的控制要求。為滿(mǎn)足這些應(yīng)用領(lǐng)域的要求，經(jīng)研究便產(chǎn)生了單片機(jī)。單片機(jī)是一種集成式電路芯片，其主要是利用具有超大規(guī)模的集成電路技術(shù)以將具有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理能力的中央處理器CPU、RAM、ROM、I/O、中斷系統(tǒng)及定時(shí)器等各種功能集中于一塊微小的硅片上，從而得以形成一個(gè)具有完整性的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

msp430系列單片機(jī)是一種新型的16位單片機(jī)，主要特點(diǎn)就是功耗小，速度快，主要開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是c。開(kāi)發(fā)環(huán)境有iar集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。 msp430單片機(jī)有不同系列，有f系列，c系列。比如f系列msp40f135表示的是rom是flash型的。常用的是f系列的13系列14系列。13系列的有msp430f133和msp430f135兩種。14系列的有msp430f149等。 c51單片機(jī)現(xiàn)在很少用了，都被s52單片機(jī)代替了。

msp430和51的區(qū)別

最主要的區(qū)別是他們的內(nèi)核完全不一樣。

MSP430內(nèi)核采用RISC精簡(jiǎn)指令結(jié)構(gòu)，整個(gè)代碼量較少，按照復(fù)雜程度指令在幾十個(gè)到百多不等，代碼的執(zhí)行效率高，其操作許多是針對(duì)寄存器的讀寫(xiě)完成對(duì)功能模塊的設(shè)置和運(yùn)行的。

51屬于經(jīng)典的CISC復(fù)雜指令結(jié)構(gòu)，代碼比較多，并且隨著性能增加，補(bǔ)充指令也在增加，早先的百多到現(xiàn)在可能已超過(guò)2百以上了，代碼執(zhí)行效率不如RISC結(jié)構(gòu)的。

由于上述的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成RISC結(jié)構(gòu)的在相同系統(tǒng)頻率上，RISC結(jié)構(gòu)的比CISC結(jié)構(gòu)的效率高和運(yùn)行速度快。

MSP430采用RISC精簡(jiǎn)指令集，單個(gè)時(shí)鐘周期就可以執(zhí)行一條指令，相同晶振，速度較51快12倍。

其它片上資源也是MSP較豐富。

總體而言，MSP430功能強(qiáng)大，速度快，相比51而言，這些是明顯的優(yōu)勢(shì)。

但是，MSP430作為混合信號(hào)處理器，針對(duì)許多具體應(yīng)用，許多功能未必有用，如果速度要求也不是很高，51同樣可以勝任的話，就可以體現(xiàn)出51成本低，開(kāi)發(fā)資源豐富，位尋址便捷等優(yōu)點(diǎn)。

MSP430單片機(jī)與51單片機(jī)的開(kāi)發(fā)環(huán)境都是C開(kāi)發(fā)環(huán)境，只是根據(jù)其外部配置及內(nèi)部軟件的使用而設(shè)置了相應(yīng)的C開(kāi)發(fā)環(huán)境。MSP430單片機(jī)與51單片機(jī)的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾方面：

第一，兩種單片機(jī)的位數(shù)不同。MSP430單片機(jī)的位數(shù)為16位，而51單片機(jī)的位數(shù)為8位。

第二，兩種單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)存在很大區(qū)別。針對(duì)51單片機(jī)，其最主要的優(yōu)勢(shì)就是在整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部，包括硬件及軟件其都具有一套完整的按位操作系統(tǒng)，被稱(chēng)為“位處理器”或是“布爾處理器”。51單片機(jī)的位處理器所處理的不是普通的字或是字節(jié)而是位，其不但可處理片內(nèi)的一些具有特殊功能的寄存器的位，比如傳送、清零、測(cè)試等，而且還可對(duì)位進(jìn)行邏輯運(yùn)算，具有相當(dāng)完備的功能，方便了用戶(hù)的使用。

然而針對(duì)MSP430單片機(jī)，其優(yōu)勢(shì)不僅僅是超低功耗，而且還有運(yùn)行速度快、處理能力強(qiáng)、片內(nèi)資源豐富等其他優(yōu)勢(shì)。

以89C51系列單片機(jī)為例，其屬8位單片機(jī)，所采取的指令主要是“CISC”，這是一種非常復(fù)雜的指令集，其總共有111條指令。

然而MSP430單片機(jī)是一種16位單片機(jī)，其所遵循的是“精簡(jiǎn)、透明”的原則，所采取的指令是精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)，其總共的指令只有27條，非常簡(jiǎn)潔，而其余大部分指令都是模擬指令，也稱(chēng)仿真指令。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，大部分寄存器和位于片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參與，并可進(jìn)行多樣化的計(jì)算。

這些內(nèi)核指令是一種具有單周期性的指令，這些內(nèi)核指令的應(yīng)用不僅使得MSP430具有強(qiáng)大的功能，而且還可提高運(yùn)行速度。此外，89C51系列單片機(jī)的電源電壓為5V，而實(shí)現(xiàn)低功耗的方式主要有待機(jī)及掉電。

通常情況下，89C51系列單片機(jī)的電流消耗量是24mA;而若處掉電狀態(tài)，其耗電電流則變?yōu)?mA;在掉電狀態(tài)下，89C51系列單片機(jī)的電源電壓還可壓低至2V，但其還需要提供50uA左右的電流以使內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)得以保存。然而MSP430單片機(jī)在低功耗這方面則具有更大的優(yōu)勢(shì)。

MSP430芯片可實(shí)現(xiàn)以下六種工作方式：

(1)活動(dòng)方式(AM)，即中央處理器CPU及外圍模式已被激活而呈現(xiàn)活動(dòng)狀態(tài);

(2)低功耗0(LPM0)，即中央處理器CPU處停止活動(dòng)狀態(tài)，外圍模式處工作狀態(tài)，ACLK及SMCLC呈現(xiàn)有效狀態(tài)，MCLK可對(duì)環(huán)路進(jìn)行控制;

(3)低功耗方式1(LPM1)，即中央處理器CPU處停止工作狀態(tài)，外圍模式處工作狀態(tài)，ACLK及SMCLK呈現(xiàn)有效狀態(tài)，而MCLK不能對(duì)環(huán)路進(jìn)行控制;

(4)低功耗方式2(LPM2)，即中央處理器CPU處停止工作狀態(tài)，外圍模式處工作狀態(tài)，ACLK呈現(xiàn)有效狀態(tài)，而SMCLK及MCLK均不能對(duì)環(huán)路進(jìn)行控制;

(5)低功耗方式3(LPM3)，即中央處理器CPU處停止工作狀態(tài)，外圍模式處工作狀態(tài)，ACLK呈現(xiàn)有效狀態(tài)，而SMCLK及MCLK均不能對(duì)環(huán)路進(jìn)行控制，同時(shí)數(shù)字控制振蕩器DCO的DC發(fā)生器處關(guān)閉狀態(tài);

(6)低功耗方式4(LPM4)，即中央處理器CPU處停止工作狀態(tài)，若系統(tǒng)提供了外部時(shí)期則外圍模式處工作狀態(tài)，ACLK處信號(hào)禁止?fàn)顟B(tài)且晶體振蕩器處停止活動(dòng)狀態(tài)， SMCLK及MCLK均不能對(duì)環(huán)路進(jìn)行控制，同時(shí)數(shù)字控制振蕩器DCO的DC發(fā)生器處關(guān)閉狀態(tài)。

第三，兩種單片機(jī)的模擬功能相差較大。以89C51系列單片機(jī)為例，其內(nèi)部總線為8位，故其大部分內(nèi)部功能模塊也都是8位的，即使經(jīng)研究現(xiàn)已加了很多功能模塊，但是由于其內(nèi)部總線已固定為8位，受其結(jié)構(gòu)的限制，因此很難增加更多的模擬功能部件。

然而MSP430系列單片機(jī)具16位基本結(jié)構(gòu)，同時(shí)經(jīng)轉(zhuǎn)換，其內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線仍然保有8位總線;再者M(jìn)SP430系列單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)屬混合型，是一種開(kāi)放式的架構(gòu)，因此對(duì)于MSP430系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，不管是8位功能模塊，還是16位功能模塊，其都能實(shí)現(xiàn)。

除此之外，MSP430系列單片機(jī)還可實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)模轉(zhuǎn)換，這也是MSP430系列單片機(jī)之所以能夠迅速、方便增加其功能部件的主要原因之一。

在對(duì)芯片進(jìn)行選擇的時(shí)候也要盡量保證最大化的芯片利用率，且要保證使用的便利性。因此，在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行選擇時(shí)一定要仔細(xì)分析不同單片機(jī)的特點(diǎn)及優(yōu)劣之處，結(jié)合自身的具體需求及條件，選擇正確的單片機(jī)，以實(shí)現(xiàn)芯片利用率的最大化。

無(wú)論是MSP430單片機(jī)還是51單片機(jī)，其都有著其自身的獨(dú)特特點(diǎn)，也都有著其各自的優(yōu)勢(shì)。通常來(lái)說(shuō)，在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，單片機(jī)的選擇通常取決于設(shè)計(jì)任務(wù)的復(fù)雜度，為保證單片機(jī)選擇的正確性，就必須要對(duì)單片機(jī)的性能及特點(diǎn)進(jìn)行充分的了解與熟悉，以及不同單片機(jī)之間的聯(lián)系與不同之處。