德州仪器MSPM0G150x混合信号微控制器技术解析

描述

Texas Instruments MSPM0G150x混合信号微控制器设有32KB嵌入式闪存程序存储器,内置纠错码 (ECC) 和16KB SRAM,带ECC和硬件奇偶校验选项。高性价比MCU提供高性能模拟外设集成,工作电源电压范围为1.62V至3.6V,支持-40°C至+125°C扩展温度范围。Texas Instruments MSPM0G150x 80MHz ARM® Cortex®-M0+ MCU是MSP高度集成、超低功耗32位MCU系列的一部分,基于增强型Arm Cortex-M0+ 32位内核平台,工作频率高达80MHz。 典型应用包括医疗和保健、电网基础设施、电机控制、不间断电源 (UPS) 和逆变器、家用电器、 照明等。

数据手册:*附件:Texas Instruments MSPM0G150x混合信号微控制器数据手册.pdf

特性

  • 具有内存保护单元、频率高达80MHz的ARM 32位Cortex-M0+CPU
  • 存储器
    • 32KB闪存,带纠错码 (ECC)
    • 16KB ECC保护SRAM,带硬件奇偶校验
  • 高性能模拟外设
    • 两个同步采样12位4Msps模数转换器(ADC),具有多达17个外部通道
      • 通过硬件平均功能实现14位的有效分辨率(250ksps时)。
    • 一个12位1MSPS数模转换器,带集成输出缓冲器 (DAC)
    • 两个零漂移零交叉斩波运算放大器(OPA)
      • 斩波漂移:0.5μV/°C
      • 集成可编程增益级,高达32倍
  • 一个通用放大器 (GPAMP)
  • 三个高速比较器(COMP),带8位基准DAC
    • 高速模式下的传播延迟为40ns
    • 支持低功耗模式运行 (1μA)
  • 可配置1.4V或2.5V内部共享电压基准 (VREF)
  • 集成温度传感器
  • 智能数字外设
    • 7通道DMA控制器
    • 数学加速器支持DIV、SQRT、MAC和TRIG计算
    • 七个定时器,支持多达22个PWM通道
      • 一个16位通用定时器
      • 一个16位通用定时器支持QEI
      • 两个16位通用定时器支持待机模式下的低功耗运行
      • 一个32位高分辨率通用定时器
      • 两个16位高级定时器,死区支持多达12个PWM通道
    • 两个窗口看门狗定时器
    • 具有报警和日历模式的RTC
  • 经优化的低功耗模式
    • 运行:96µA/Mhz (CoreMark)
    • 睡眠:200μA(4MHz时)
    • 停止:50μA(32kHz时)
    • 待机电流:1.5μA,具有RTC和SRAM保持
    • 关断电流:100nA,具有IO唤醒功能
  • 增强型通信接口
    • 四个UART接口;一个支持LIN、IrDA、DALI、智能卡、曼彻斯特编码,三个支持待机模式下的低功耗运行
    • 两个^I2C^接口,支持FM+(高达1Mbit/s)、SMBus/PMBus以及从STOP模式唤醒
    • 两个SPI、一个SPI支持高达32Mbit/s
  • 时钟系统
    • 内部4MHz至32MHz振荡器,精度高达±1% (SYSOSC)
    • 高达80MHz的锁相环 (PLL)
    • 内部32kHz振荡器 (LFOSC)
    • 外部4MHz至48MHz晶体振荡器 (HFXT)
    • 外部32kHz晶体振荡器 (LFXT)
    • 外部时钟输入
  • 数据完整性与加密
    • 循环冗余校验器(CRC-16、CRC-32)
    • 真随机数发生器 (TRNG)
    • AES加密,带128位或256位密钥
  • 灵活的I/O功能
    • 多达60个GPIO
      • 两个耐受5V电压的IO
      • 两个高驱动IO,驱动强度为20mA
  • 封装选项
    • 64引脚LQFP
    • 48引脚LQFP、VQFN
    • 32引脚VQFN
    • 28引脚VSSOP
    • 24引脚VQFN
  • 扩展温度范围:-40°C至+125°C
  • 宽电源电压范围:1.62V至3.6V
  • 开发支持
    • 2引脚串行线调试 (SWD)
  • 系列成员
    • MSPM0G1505:32KB闪存、16KB RAM
    • MSPM0G1506:64KB闪存、32KB RAM
    • MSPM0G1507:128KB闪存、32KB RAM
  • 开发套件与软件
    • LP-MSPM0G3507 LaunchPad™开发套件
    • MSP软件开发套件 (SDK)

功能框图

混合信号

德州仪器MSPM0G150x混合信号微控制器技术解析

一、产品概述

德州仪器(TI)的MSPM0G150x系列是高度集成的超低功耗32位微控制器,基于增强型Arm® Cortex®-M0+ 32位内核平台,工作频率高达80MHz。该系列产品提供了出色的模拟外设集成度和宽广的工作温度范围(-40°C至125°C),供电电压范围为1.62V至3.6V,是工业自动化、电机控制、智能计量等应用的理想选择。

二、关键特性

1. 处理器核心

  • Arm Cortex-M0+ CPU‌:32位架构,频率高达80MHz
  • 内存保护单元(MPU) ‌:增强系统安全性
  • 数学加速器‌:支持DIV、SQRT、MAC和TRIG运算

2. 存储器配置

  • Flash存储器‌:高达128KB,带ECC错误校正码
  • SRAM‌:高达32KB,带硬件奇偶校验
  • 多种封装选项‌:从24引脚VQFN到64引脚LQFP

3. 高性能模拟外设

  • 双12位ADC‌:4Msps采样率,最多17个外部通道
  • 12位DAC‌:1Msps更新率,集成输出缓冲
  • 零漂移运算放大器(OPA) ‌:2个,具有斩波稳定技术
  • 比较器‌:3个高速比较器,带8位参考DAC

三、低功耗特性

MSPM0G150x系列提供了优化的低功耗模式,满足电池供电应用需求:

  1. 运行模式‌:
    • RUN模式:101µA/MHz (CoreMark基准)
  2. 低功耗模式‌:
    • SLEEP模式:487µA @4MHz
    • STOP模式:47µA @32kHz
    • STANDBY模式:1.5µA (带RTC和SRAM保持)
    • SHUTDOWN模式:80nA (带IO唤醒能力)

四、应用领域

MSPM0G150x系列广泛应用于以下领域:

  • 电机控制‌:凭借高级定时器和PWM输出能力
  • 家用电器‌:低功耗特性延长电池寿命
  • 不间断电源和逆变器‌:精确的模拟测量和控制
  • 医疗设备‌:高精度信号链处理
  • 工业自动化‌:宽温度范围支持严苛环境
  • 智能电表‌:低功耗与高精度测量结合

五、开发支持

TI为MSPM0G150x提供了全面的开发支持:

  • LP-MSPM0G3507 LaunchPad开发套件
  • MSP软件开发套件(SDK)
  • Code Composer Studio™ IDE支持
  • 丰富的在线文档和培训资源

六、结语

MSPM0G150x系列微控制器将高性能模拟集成与超低功耗特性完美结合,为嵌入式系统设计提供了灵活而强大的解决方案。其丰富的通信接口、精确的模拟前端和多样的封装选择,使其成为工业4.0和物联网应用的理想选择。随着TI不断完善的生态系统支持,开发者可以更快速地实现产品创新和市场化。

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