MSPM0L130x系列混合信号微控制器技术解析

描述

Texas Instruments MSPM0L130x/MSPM0L130x-Q1 Arm^®^ Cortex ^®^ -M0微控制器 (MCU) 是MSP高度集成的超低功耗32位MSPM0 MCU系列。这些器件基于增强型ARM Cortex-M0+内核平台,工作频率高达32MHz。这些优化成本MCU集成了高性能模拟外设,支持从-40°C到125°C的扩展温度范围,并可在1.62V到3.6V的电源电压下工作。

数据手册:

*附件:MSPM0L130x 数据表.pdf

*附件:MSPM0L130X-Q1 数据表.pdf

MSPM0L130x/MSPM0L130x-Q1器件提供高达 64KB的嵌入式闪存程序存储器以及高达4KB的SRAM。这些MCU采用高速片上振荡器,精度高达±1.2%,无需外部晶体。其他特性包括一个3通道DMA、16位和32位CRC加速器以及各种高性能模拟外设,例如一个带可配置内部电压基准的12位1.68MSPS ADC和一个带内置基准DAC的高速比较器。该器件包括两个具有可编程增益的零漂移零交叉运算放大器、一个通用放大器和一个片上温度传感器。此系列器件提供智能数字外设,如四个16位通用定时器、一个窗口式看门狗定时器和各种通信外设,包括两个UART、一个SPI和两个I^2^C。这些通信外设为LIN、IrDA、DALI、Manchester、Smart Card、SMBus和PmBus提供协议支持。

MSPM0L130x/MSPM0L130x-Q1系列低功耗MCU由不同程度的模拟和数字集成器件组成,客户可以找到满足其项目需求的MCU。这种架构结合了多种低功耗模式,经过优化能够延长便携式测量应用中的电池使用寿命。MSPM0L130x-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100标准。

特性

  • 内核
    • Arm 32位Cortex-M0+ CPU,频率高达32MHz
  • 工作特性
    • 扩展温度范围:-40 °C至125 °C
    • 宽电源电压范围:1.62 V至3.6 V
  • 存储器
    • 高达64KB闪存
    • 高达4KB SRAM
  • 高性能模拟外设
    • 一个12位1.68Msps模数转换器(ADC),总共有10条外部通道
    • 可配置的1.4V或2.5V内部ADC电压基准(VREF)
    • 两个零漂移、零交叉斩波运算放大器 (OPA)
      • 0.5µV/°C漂移,具有斩波
      • 6pA输入偏置电流(仅限MSPM0L134x)
    • 集成可编程增益级(1-32x)
    • 一个通用放大器(GPAMP)
    • 一个具有8位基准DAC的高速比较器(COMP)
      • 32ns传播延迟
      • 低至<>
    • ADC、OPA、COMP和DAC之间的可编程模拟连接
    • 集成式温度传感器
  • 优化的低功耗模式
    • 运行:71° A/MHz (CoreMark)
    • 停止:151µA(4MHz时)和44µA(32kHz时)
    • 待机:32kHz 16位计时器运行时为1.0µA,SRAM/寄存器完全保留,32MHz时钟唤醒时间为 3.2µs
    • 关断:61nA,具有IO唤醒功能
  • 智能数字外设
    • 3通道DMA控制器
    • 3通道事件结构信号传输系统
    • 四个16位通用定时器,每个定时器都有两个捕捉/比较寄存器,支持待机模式下的低功耗运行,总共支持八个PWM通道
    • 窗口看门狗计时器
  • 增强型通信接口
    • 两个UART接口;一个支持LIN、IrDA、DALI、Smart Card、Manchester,两个接口均支持待机低功耗运行
    • 两个I^2^C接口;一个支持FM+ (1Mbit/s),两者均支持SMBus、PMBus以及从停止状态唤醒
    • 一个SPI,支持高达16Mbit/s
  • 时钟系统
    • 内部4MHz至32MHz振荡器,精度为±1.2%(SYSOSC)
    • 内部32kHz低频振荡器,精度为±3%(LFOSC)
  • 数据完整性
    • 循环冗余校验器 (CRC-16或CRC-32)
  • 灵活的I/O特性
    • 多达28个GPIO
    • 两个具有失效防护保护功能的5V容限开漏
  • 开发支持
    • 2引脚串行线调试 (SWD)
  • 封装选项
    • 32引脚 VQFN (RHB)
    • 28引脚VSSOP (DGS)
    • 24引脚 VQFN (RGE)
    • 20引脚VSSOP (DGS)
    • 16引脚SOT (DYY), WQFN(RTR)(即将推出WQFN封装)
  • 系列成员
    • MSPM0L13x3:8KB闪存、2KB RAM
    • MSPM0L13x4:16KB闪存、2KB RAM
    • MSPM0L13x5:32KB闪存、4KB RAM
    • MSPM0L13x6:64KB闪存、4KB RAM
  • 开发套件和软件
    • LP-MSPM0L1306LaunchPad™开发套件
    • MSP软件开发套件 (SDK)

功能框图

mcu

MSPM0L130x系列混合信号微控制器技术解析

一、产品概述

MSPM0L130x是德州仪器(TI)推出的基于Arm® Cortex®-M0+内核的32位混合信号微控制器(MCU)系列,属于MSPM0产品家族。该系列器件集成了高性能模拟外设与数字功能,专为低功耗、高集成度的嵌入式应用而设计。

关键特性‌:

  • 32位Arm Cortex-M0+ CPU,主频高达32MHz
  • 工作温度范围:-40°C至125°C(扩展工业级)
  • 宽电压工作范围:1.62V至3.6V
  • 存储配置:高达64KB闪存和4KB SRAM
  • 多种封装选项:16引脚至32引脚封装

二、核心架构与外设集成

1. 处理器子系统

MSPM0L130x采用Arm Cortex-M0+内核,支持Thumb指令集,具有单周期32×32乘法指令。系统包含预取逻辑以提高代码执行效率,以及2个64位缓存线的指令缓存(I-cache)。

2. 模拟外设

该系列集成了丰富的高性能模拟外设:

  • 12位ADC‌:1.68Msps转换速率,10个外部通道
  • 零漂移运算放大器(OPA) ‌:2个,具有可编程增益(1-32x)
  • 通用放大器(GPAMP) ‌:1个
  • 高速比较器(COMP) ‌:1个,带8位参考DAC
  • 内部电压基准(VREF) ‌:可配置1.4V或2.5V
  • 温度传感器‌:集成式

3. 数字外设

  • 通信接口‌:2个UART、2个I2C、1个SPI(支持16Mbps)
  • 定时器‌:4个16位通用定时器,支持PWM输出
  • DMA控制器‌:3通道
  • 事件管理器‌:支持外设间硬件触发
  • CRC模块‌:支持16位和32位校验

三、低功耗特性

MSPM0L130x系列提供了多种低功耗模式,优化了电池供电应用的能效:

工作模式及典型电流消耗‌:

  • RUN模式‌:71µA/MHz (CoreMark基准)
  • STOP模式‌:151µA @4MHz,44µA @32kHz
  • STANDBY模式‌:1.0µA (保持SRAM和寄存器状态)
  • SHUTDOWN模式‌:61nA (支持I/O唤醒)

独特的双电源域(PD0/PD1)架构允许在低功耗模式下灵活控制外设供电,进一步优化系统功耗。

四、开发支持

TI为MSPM0L130x提供了完整的开发生态系统:

硬件工具‌:

  • LP-MSPM0L1306 LaunchPad开发套件
  • 目标插座板设计文件

软件支持‌:

  • MSP Software Development Kit (SDK)
  • Code Composer Studio™ IDE (桌面版和云版)
  • TI Resource Explorer在线资源

技术支持‌:

  • 详细的MSPM0 L-Series技术参考手册
  • MSP Academy培训资源
  • TI E2E™支持论坛

五、典型应用领域

凭借其高集成度和低功耗特性,MSPM0L130x系列适用于多种应用场景:

  • 电池充电和管理系统
  • 电源和电源传输设备
  • 个人电子产品
  • 建筑安防和消防系统
  • 智能计量
  • 医疗和健康设备
  • 工业照明控制
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