MSP430FR6005具有128KB FRAM、LCD、12位高速 8MSPS Σ-Δ ADC和集成传感器AFE的16MHz MCU技术手册

概述
德州仪器 （TI） 的 MSP430FR600x 系列超声波传感和测量 SoC 是功能强大、高度集成的微控制器 （MCU），针对水表和热量表进行了优化。MSP430FR600x MCU 提供集成的超声波传感解决方案 （USS） 模块，可在各种流速下提供高精度。USS 模块有助于实现超低功耗计量，并且由于需要极少的外部元件即可实现最大集成度，从而降低系统成本。MSP430FR600x MCU 实现了基于 ADC 的高速信号采集，然后使用集成的低功耗加速器 （LEA） 模块进行了优化的数字信号处理，以提供具有超低功耗的高精度计量解决方案，非常适合电池供电的计量应用。
数据表：*附件：MSP430FR6005具有128KB FRAM、LCD、12位高速 8MSPS Σ-Δ ADC和集成传感器AFE的16MHz MCU技术手册.pdf

USS 模块包括一个可编程脉冲发生器 （PPG） 和一个带有低阻抗输出驱动器的物理接口 （PHY），用于实现最佳传感器激励，从而为零流漂移 （ZFD） 提供最佳结果。该模块还包括一个可编程增益放大器 （PGA） 和一个高速 12 位 8Msps Σ-Δ ADC （SDHS），用于从行业标准超声波传感器精确采集信号。

此外，MSP430FR600x MCU 还集成了其他外设，以改善计量的系统集成。MSP430FR600x MCU 还具有片上 8 多路复用 LCD 驱动器、RTC、12 位 SAR ADC、模拟比较器、高级加密加速器 （AES256） 和循环冗余校验 （CRC） 模块。

MSP430FR600x MCU 由广泛的硬件和软件生态系统提供支持，并提供参考设计和代码示例，可帮助您快速开始设计。开发套件包括 [MSP-TS430PZ100E 100 引脚目标开发板]和 [EVM430-FR6047 超声波水流量计 EVM]。TI 还提供免费软件，包括超声波传感设计中心、超声波传感软件库和 [MSP430Ware™ 软件]。

TI 的 MSP430 超低功耗 （ULP） FRAM 微控制器平台将独特的嵌入式 FRAM 和整体超低功耗系统架构相结合，使系统设计人员能够在降低能耗的同时提高性能。FRAM 技术将 RAM 的低能耗快速写入、灵活性和耐用性与闪存的非易失性相结合。

特性

• 一流的超声波水流测量，具有超低功耗
  • <100ps 差分飞行时间 （dTOF） 精度
  • 20 ps 的高精度时间测量分辨率
  • 能够检测低流速（每小时 4-6 升）
  • 每秒一次测量时电流消耗约为 4μA
• 符合并超过 ISO 4064、OIML R49 和 EN 1434 精度标准
• 能够直接连接标准超声波传感器（高达 2.5 MHz）
• 集成模拟前端 – 超声波传感解决方案 （USS）
  • 可编程脉冲生成 （PPG） 可生成不同频率的脉冲
  • 集成物理接口 （PHY），带有低阻抗 （4-Ω） 输出驱动器，用于控制输入和输出通道
  • 高性能高速 12 位 Σ-Δ ADC （SDHS），输出数据速率高达 8 Msps
  • –6.5 dB 至 30.8 dB 的可编程增益放大器 （PGA）
  • 输出范围为 68 MHz 至 80 MHz 的高性能锁相环 （PLL）
• 低功耗加速器 （LEA）
  • 独立于 CPU 运行
  • 与 CPU 共享的 4KB RAM
  • 高效的 256 点复数 FFT：比 Arm Cortex-M0+ 内核快 40×
• 嵌入式微控制器
  • 时钟频率高达 16MHz 的 16 位 RISC 架构
  • 从 3.6 V 到 1.8 V 的宽电源电压范围（最小电源电压受 SVS 电平限制，参见 SVS 规格）
• 优化的超低功耗模式
  • 活动模式：约 120 μA/MHz
  • 带实时时钟 （RTC） 的待机模式 （LPM3.5）：450 nA^(1)^
  • 关断 （LPM4.5）：30 nA
• 铁电随机存取存储器 （FRAM）
  • 高达 256KB 的非易失性存储器
  • 超低功耗写入
  • 每个字 125 ns 的快速写入速度（4 ms 内 64KB）
  • 统一内存 = 程序 + 数据 + 一个空间存储
  • 10^15^写入周期耐久性
  • 抗辐射且无磁性
• 智能数字外设
  • 32 位硬件乘法器 （MPY）
  • 6 通道内部 DMA
  • 具有日历和闹钟功能的 RTC
  • 6 个 16 位定时器，每个定时器具有多达 7 个捕获/比较寄存器
  • 32 位和 16 位循环冗余校验 （CRC）
• 高性能模拟
  • 16 通道模拟比较器
  • 12 位 SAR ADC，具有窗口比较器、内部基准和采样保持功能，具有多达 16 个外部输入通道
  • 集成 LCD 驱动器，具有多达 264 段的对比度控制
• 多功能输入/输出端口
  • 可访问的位、字节和字（成对）
  • 所有端口上的 LPM 边缘可选唤醒
  • 所有端口均可编程上拉和下拉
• 代码安全性和加密
  • 128 位或 256 位 AES 安全加密和解密协处理器
  • 用于随机数生成算法的随机数种子
  • IP 封装保护内存免受外部访问
  • FRAM 提供固有的安全优势
• 增强的串行通信
  • 多达 4 个 eUSCI_A 串行通信端口
    • 具有自动波特率检测功能的 UART
    • IrDA 编码和解码
  • 最多两个 eUSCI_B 串行通信端口
    • 我^2^具有多从地址的 C
  • 硬件 UART 或 I^2^C 引导加载程序 （BSL）
• 灵活的时钟系统
  • 具有 10 个可选工厂调整频率的固定频率 DCO
  • 低功耗低频内部时钟源 （VLO）
  • 32 kHz 晶体 （LFXT）
  • 高频晶体 （HFXT）
• 开发工具和软件（另请参阅工具和软件）
  • 超声波传感设计中心图形用户界面

框图

引脚配置描述

典型特性，低功耗模式电源电流

典型特征，数字输出

端口P6（P6.6和P6.7）带施密特触发器的输入/输出

图9 - 12展示了端口示意图。表9 - 34总结了引脚功能的选择。

9.14.18 端口PJ（PJ.4和PJ.5）带施密特触发器的输入/输出

图9 - 19和图9 - 20展示了端口示意图。表9 - 41总结了引脚功能的选择。