5.1. Обгрунтування вибору мікроконтролера msp430f148

Розглядаються характеристики мікроконтролера MSP430F148.

В даному пристрої використовується 16 розрядний процесор з RISC архітектурою.

Сімейство MSP430 володіє наступними ключовими особливостями:

- напруга живлення 1.8 - 3.6 V;

- низьке споживання струму :

- 280 mkA, 1mHz, 2.2 V;

- 2.5 mkA, 4 kHz, 2.2 V;

- п'ять режимів зниження споживання струму: LPM0-LPM4 (30 mkA - 0.8 mkA);

- повернення в робочий режим за 6 mkS;

- 16-бітна архітектура RISC, час виконання інструкції - 125 nS;

- єдиний 32 kHz керамічний резонатор, внутрішня системна частота - до 3.3 MHz;

- 16-бітовий таймер з 6 регістрами стеження/порівняння;

- вбудований компаратор;

- 12 розрядний АЦП з джерелом опорної напруги;

- сторожовий таймер ( 16 біт );

- порти вводу-виводу : 32 лінії;

- два апаратних UART;

- послідовне програмування ( JTAG ) та захист програмного коду.

Характеристики данного мікроконтролера задовольняють наші вимоги.

5.2. Архітектура мікроконтролера msp430f148

Мікроконтролери сімейства MSP430 включають в себе 16 – розрядний RISC CPU, периферійні модулі та гнучку систему тактування, з’єднанні через фон Нейманську загальну шину (MAB) пам’яті ті шину пам’яті даних (MDB):

• архітектура з ультранизким споживанням, що збільшує час роботи при живленні від батареї:

- для схоронності вмісту ОЗП необхідний струм не більш 0,1 мкА;

- модуль тактування реального часу споживає 0,8 мкА;

- струм живлення при максимальній продуктивності – 250 мкА;

• високоякісна аналогова периферія для виконання точних вимірів:

- вбудовані модулі 12 розрядного чи 10 розрядного АЦП швидкістю 200 ksps є температурний датчик та джерело опорної напруги Vref - з’єднаний 12 розрядний ЦАП - таймери керуємі компараторами для виміру опорних елементів;

- схема спостереження за напругою живлення;

• 16 розрядне RISC CPU, яке допускає нові застосування к фрагментам коду:

- великий регістровий файл знімає проблему «вузького файлового горлечка»;

- компактне ядро має понижену енергоживленність та вартість;

- оптимізовано для сучасного високорівневого програмування;

- набір команд складається з 27 інструкцій, підтримується сім режимів адресаці;

- розширені можливості векторних переривань;

• можливість внутрішньосхемного програмування Flash- пам’яті дозволяє гнучко змінювати та обновляти програмний код, провадити реєстрацію даних.

5.3. Супервізор мікроконтроллера

При проектуванні мікропроцесорних систем виникає маса проблем з подачею живлення. Неправильна послідовність включення/виключення на певних виводах, дуже швидкий підйом або зниження напруги, дуже повільна стабілізація і так далі, вимагають вирішення для нормального функціонування системи. Імпульсні перешкоди від зовнішніх компонентів викликають вихід з допуску живлячої напруги і системні батареї починають "провалюватися".

При проектуванні системи прагнуть мінімізувати шкідливі чинники в межах можливостей вартості, габаритів, ваги, але завжди є потреба в благополучній роботі виробу особливо тоді, коли якість живлення не відповідає вимогам стандарту. Необхідно, щоб був правильний запуск мікропроцесорної системи, щоб вихід за допуск живлення фіксувався і по сигналах збою живлення можна було б робити дії, направлені на мінімізацію збою всієї системи.

Сучасна схема мікропроцесорного супервізора (диспетчера) є дешевим і ефективним методом для контролю і автоматичної підтримки роботи операційної системи без збоїв. Ці прилади споживають малу потужність, мають низьку ціну при широкому діапазоні вбудованих функцій. Саме такий прилад застосувано для мінімізації шкідливих чинників та підключено його до мікроконтроллера MSP430F148, оскільки ця модель не має вбудованого супервізор мікроконтроллера. Загальна схема блоку формування імпульсу скидання (супервізор) показана на рис. 5.2. Стандартні значення елементів блоку формування імпульсу скидання представлені в пункті 5.8.

На CPU

(мікроконтроллер)

Рисунок 5.2 Загальна схема блоку формування імпульсу скидання (супервізора).