Выбор элементной базы

Микропроцессор главным элементом устройства. Для работы устройства я выбрал микроконтроллер MSP430F413 (DА1), т. к. он имеет такие встроенные периферийные устройства, как аналоговый компаратор Comparator_A, 16-битный таймер Timer_A с аппаратными регистрами захвата-сравнения, базовый таймер Basic Timer1 и драйвер ЖКИ, что значительно упрощает разработку устройства и обеспечивает однокристальное решение. Средний потребляемый ток этого микроконтроллера составляет примерно 2,1 мкА с учётом постоянно включенного ЖКИ. Это стало возможным благодаря использованию преимуществ функций ультранизкого потребления MSP430. Основное время MSP430F413 находится в режиме пониженного энергопотребления LPM3, при котором ресурсы ЦПУ используются всего лишь на 5,6 %. Микропроцессор принадлежит фирме Texas Instruments.

Параметры ядра:

· Тип ядра: MSP430

· Разрядность ядра: 16bit

· Тактовая частота ядра: 8MHz

· Производительность: 8MIPS

· Сторожевой таймер: есть

· Траб: -40...85°C

· Тип корпуса: QFN-64

Параметры памяти:

· Объем Flash-памяти: 8kB

· Объем RAM-памяти: 256B

Параметры питания:

· Контроллер падения напряжения: есть

· Супервизор питания: есть

· Напряжение питания ядра: 1.8...3.6В

· Напряжение питания: 1.8...3.6В

· Ток потребления в активном режиме: 0.2мкА(1 МГц, 2.2 В)

· Дежурный режим: 0.7 мкАРежим выключения (поддержание ОЗУ): 0.1 мкА

Параметры аналоговой части:

· Аналоговый компаратор: 1шт.

Параметры периферии:

· Встроенный драйвер LCD для 96 сегментов / Контроллер TFT: LCD 4x24

Параметры таймеров:

· 16-битный таймер: 2шт.

Отличительные особенности:

-Пять режимов понижения потребления

-Выход из дежурного режима не более 6 мкс

-Встроенная схема автоподстройки частоты (FLL)

-16-разрядная RISC-архитектура, время выполнения инструкции 125 нс

-16-разрядный таймер (Timer_A) с тремя регистрами захвата_фронтов/сравнения

-Встроенный внутрисхемный последовательный программатор, программирование не требует внешнего напряжения, возможность настройки

степени защиты программы специальными программируемыми битами

-Сектор начальной загрузки во флэш-памяти

Серия фирмы Texas Instruments MSP430 – семейство микроконтроллеров со сверхмалым потреблением энергии, состоящие из нескольких устройств с различной конфигурацией периферийных модулей для различной области применения. Микроконтроллер разработан для применения в автономных батарейных системах для продления срока их службы. За счет 16-разрядной RISC архитектуры, 16-разрядных регистров интегрированных в ЦПУ и стабильности генератора MSP430 достигает максимальной эффективности кода. Генератор с цифровым управлением обеспечивает быстрый выход из экономичных режимов за время не более 6 мкс. Серия микроконтроллеров MSP430x41x конфигурируется одним 16-разрядным таймером, компаратором, 96 сегментным драйвером и 48 линиями ввода-вывода.

К типичной области применения относятся контролирующие системы, которые фиксируют аналоговые сигналы, преобразуют их в цифровой код и после обработки отображают или передают главной системе. Совместное применение компаратора и таймера делает данные устройства идеальными для промышленных измерений, счетчиков, портативных измерительных устройств и т.

RISC-архитектура RISC(Reduced Instruction Set Computer) - архитектура процессора с сокращенным набором команд. Наиболее важные отличительные особенности RISC архитектуры: архитектура регистр-регистр, простые способы адресации, простые команды и большой регистровый файл. Микроконтроллер MSP430 имеет 27 основных инструкций и 24 дополнительных инструкции, что значительно упрощает процесс генерации команд. Отсутствуют специальные команды обращения к аккумулятору, памяти или к периферийным устройствам. Это существенно повышает эффективность работы процессора. Ядро процессора - 16-битовое RISC ALU и шестнадцать 16-битовых регистров. Четыре регистра выполняют функции программного счетчика (PC), регистра статуса (SR), указателя стека (SP) и регистра констант (CG). Остальные двенадцать 16-битовых регистра - полностью в распоряжении пользователя. Регистры общего назначения используются для хранения переменных, указателей и для операций с данными. Процессор обращается к этим регистрам непосредственно, что содействует высокой эффективности работы микроконтроллера MSP430. Время выполнения команд 1-4 машинных цикла (1-4 мксек).