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第一款集成了TIA的MCU——MSP430 FR2311 LaunchPad開發(fā)板評測

2016-06-23
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作者：高楊
來源：21ic

[導(dǎo)讀]
TI MSP430FR2311是業(yè)內(nèi)唯一一款具有集成型低泄漏跨阻放大器(TIA)的MCU，另外其內(nèi)置的鐵電存儲器也是其一大特色。

二進(jìn)制目標(biāo)代碼路徑為：C:\ti\msp\MSPWare_3_30_00_18\examples\boards\MSP-EXP430FR2311\MSP-EXP430FR2311_Software_Examples\Firmware\Binary

在二進(jìn)制目標(biāo)代碼文件夾有個文件夾名字為：MSP430Flasher 該文件夾下的軟件很小很牛X.

我們進(jìn)入Binary文件夾下的OutOfBox_MSP430FR2311文件夾內(nèi)，發(fā)現(xiàn)兩個文件，一個是文本文件，一個是批處理文件。我們以編輯的方式打開批處理文件。

如上圖所示內(nèi)容，我們發(fā)現(xiàn)這是一個用于燒錄二進(jìn)制文件的批處理。就是借助了那個僅僅6M大的MSP430Flasher小軟件。燒錄時候如下圖顯示：

接下來我們就看看Demo程序都干了些什么。我們先看程序說明。

由此說明可以知道，這是一個通過外部環(huán)境變化來影響PWM控制LED亮度顯示的例程。我們找到相關(guān)部分電路的原理圖，如下：

通過此圖我們也了解了亮度傳感器—光電二極管通過TIA，把外部光照產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)為電壓信號，用以ADC檢測后來控制PWM實現(xiàn)LED亮度變化。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光照減小后，LED亮度減弱。這個功能有什么實際的應(yīng)用呢?大家知道手機(jī)屏幕亮度的自動控制嗎?就是通過這種方式實現(xiàn)的。

1.6 開發(fā)環(huán)境與編程

本評測首推CCStudio6.1，這也是目前最新版的官方集成開發(fā)環(huán)境。其中安裝MSP Ware 后可以有豐富的例程可供參考，另外FR2xx系列也提供了基于庫函數(shù)的開發(fā)支持。例程工程支持的開發(fā)環(huán)境有CCS、GCC和IAR。

根據(jù)提供例程里給出的編譯環(huán)境信息為：Built with IAR Embedded Workbench v6.30 & Code Composer Studio v6.1。因此我們想使用這些例程和庫函數(shù)，最好也在這些版本的集成開發(fā)環(huán)境上，或更高版本。

作為MSP430FR2311兩大亮點的跨阻放大器和鐵電存儲是不得不講的，對于430的其他優(yōu)點，基本上是集成了430的良好傳統(tǒng)，本測評不再討論。

跨阻放大器(TIA)

跨阻放大器(TIA)是電流轉(zhuǎn)至電壓的轉(zhuǎn)換器。TIA=Transimpedance Amplifier.在傳感器應(yīng)用中，特別是高靈敏度的傳感器，很多都需要輸出電流，要計算有多少電流通過該傳感器，通常采用一個運放加電阻的設(shè)備，通過外圍設(shè)計進(jìn)行計算。雖然TIA是常用器件，但目前市場上很少有將可配置的50pA超低功耗TIA整合到MCU內(nèi)，這是非常困難的設(shè)計。德州儀器(TI)于日前推出的MSP430系列最新產(chǎn)品MSP430FR2311微控制器(MCU)集成可配置的低泄漏跨阻放大器，延長電池使用壽命。廢話不多說了，看看這個集成外設(shè)是否使用方便。

通常TIA是這么用的，那么程序上好操作嗎?我們找到例程看看咋樣。下面第一個圖是例程源碼給出的電路原理圖，我們看到跟上面的典型應(yīng)用是一樣的。第二幅圖是例程，我們看到通過寄存器操作來看，僅僅兩句代碼就搞定了配置使用，可見，TIA雖然高大上，實際上用起來卻非常簡單。

鐵電存儲器(FRAM)

MSP430FR2311LaunchPad鐵電存儲器具備三大優(yōu)點：

(1)速度快，可以跟隨總線速度(busspeed)寫入。

(2)讀寫次數(shù)無上限。

(3)操作使用非常簡單。

簡單不簡單，例程上面說了算，入下圖所示：

我們看到，該例程里的鐵電存儲器寫入函數(shù)，也是非常簡單的，一共分三步：解除保護(hù)，寫入，寫保護(hù)。就好比把大象裝冰箱里一樣簡單。

1.7 小結(jié)

我們根據(jù)下面這幅圖來總結(jié)一下MSP430FR2311LaunchPad的硬件配置。我們可以看到作為超低功耗作為430的主要賣點，該開發(fā)板提供的板載調(diào)試工具還具備能量跟蹤模塊，可以方便用戶對自己的工程進(jìn)行能耗評估與優(yōu)化。我們注意到該模塊方框圖上提供的外置32768晶振，實際上在開發(fā)板上是沒有提供的，僅僅預(yù)留了接口。這是因為FR2311內(nèi)部集成了高可靠性的震蕩發(fā)生電路，實際上僅僅一片芯片就可以構(gòu)成最小系統(tǒng)了。右邊的供電系統(tǒng)圖也可以清楚的知道該開發(fā)板的供電是怎么分配的。

MSP430FR2311LaunchPad開發(fā)套件是適用于 MSP430FR2311 MCU 的易用型微控制器開發(fā)板。它包含在 MSP430FR2x FRAM 平臺上快速開始開發(fā)所需要的全部資源，包括用于編程、調(diào)試和能量測量的板載仿真。該電路板具有可快速集成簡單用戶界面的板載按鈕和 LED，以及用于開始進(jìn)行開發(fā)的光學(xué)傳感器接口。該套件隨附用于測試光強(qiáng)度和集成運算放大器使用的預(yù)編程代碼。MSP430FR2311 MCU 器件是全球首款具有可配置低泄漏電流傳感放大器的 MCU，具有 50 pA 的電流泄漏和 4 KB 的嵌入式 FRAM(鐵電隨機(jī)存取存儲器)以及以超低功耗、高擦寫次數(shù)和高速寫入訪問而聞名的非易失性存儲器。該器件還具有集成智能模擬功能(集成運算放大器、比較器、DAC 和 ADC)，可幫助連接各種工業(yè)傳感器，支持大多數(shù)傳感應(yīng)用的單芯片實現(xiàn)。由于有 20 引腳的接頭和多種 BoosterPack 插入式模塊實現(xiàn)無線連接、圖形顯示、環(huán)境傳感等技術(shù)，因此可以輕而易舉地進(jìn)行快速原型設(shè)計。

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