‌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),专为高集成度、超低功耗应用设计。该系列支持-40°C至125°C的扩展温度范围,工作电压1.62V至3.6V,具备高性能模拟外设集成能力,适用于电池管理、电源供电、医疗电子、智能计量等场景。


二、核心特性

1. CPU与内存配置

  • Arm Cortex-M0+内核‌:最高运行频率32MHz,支持单周期32×32乘法指令。
  • 存储资源‌:
    • 闪存容量:8KB/16KB/32KB/64KB(支持10万次擦写周期的耐久性)。
    • SRAM容量:2KB/4KB,支持低功耗模式下数据保留。

2. 模拟外设

  • 12位ADC‌:1.68Msps采样率,10个外部通道,集成内部参考电压(1.4V/2.5V)。
  • 零漂移运算放大器(OPA) ‌:
    • 支持可编程增益(1x至32x),输入偏置电流低至6pA(MSPM0L134x型号)。
    • 集成斩波稳定技术,温漂低至0.5µV/°C。
  • 高速比较器(COMP) ‌:32ns传播延迟,内置8位DAC参考源。
  • 通用放大器(GPAMP) ‌:支持轨到轨输入/输出,适用于信号调理。

3. 低功耗设计

  • 多模式功耗管理‌:
    • RUN模式‌:71µA/MHz(CoreMark基准)。
    • STANDBY模式‌:1µA(保留SRAM,32kHz定时器运行)。
    • SHUTDOWN模式‌:61nA(支持GPIO唤醒)。
  • 快速唤醒‌:从STANDBY模式唤醒至RUN仅需3.2µs。

三、关键外设与接口

1. 通信接口

  • UART‌:2个UART,支持LIN、IrDA、DALI协议。
  • I2C‌:2个I2C接口,支持FM+模式(1Mbit/s)。
  • SPI‌:1个SPI,速率高达16Mbit/s。

2. 定时器与PWM

  • 16位通用定时器‌:4个独立定时器,支持PWM输出(共8通道)。
  • 窗口看门狗(WWDG) ‌:可配置超时窗口,增强系统可靠性。

3. 安全与调试

  • CRC模块‌:支持CRC-16/32校验。
  • SWD调试接口‌:2线制,兼容标准Arm调试工具。

四、典型应用场景

1. 电池管理系统

  • 利用ADC监测电池电压,OPA实现电流采样放大,低功耗模式延长续航。

2. 工业传感器

  • 结合OPA的PGA模式和ADC高精度采样,适用于压力、温度传感器信号链。

3. 智能照明

  • 通过PWM驱动LED,DALI协议实现通信,支持待机模式快速响应。
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