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体验神奇的SAC——MSP-EXP430FR2355 LaunchPad评测

SAC MSP430 TI FR2355 LaunchPad FRAM 模拟信号链

2022-08-27
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作者：SATURN
来源：21ic

[导读]
在MCU内部也可以配置模拟信号链？这种事想到的人估计不少，但是恐怕只有兼具模拟技能和低功耗MCU技能的TI才能实现。MSP430FR2355将刷新你对於MSP430家族的认知。

也许我们对MSP430的认识还停留在令人印象深刻的低功耗之上，但是TI已不满足于此了。最近发布的MSP430FR2355却为我们带来了新的惊喜：除了低功耗，此次新产品还带来了智能模拟组合(SAC)功能，SAC内部集成了DAC、可编程增益放大器(PGA)、ADC及OP等模块，通过组合这些模块，可以得到更加灵活的模拟信号处理功能。

MSP-EXP430FR2355 LaunchPad开发套件是基于 MSP430FR2355 超值系列微控制器 (MCU) 的易于使用的评估模块 (EVM)。它包含了在超低功耗 MSP430FR2x 超值系列 MCU 平台上进行开发所需要的全部资源，包括用于编程、调试和能量测量的板载调试探针。开发板包含 2 个按钮和 2 个 LED，用于创建简单的用户界面。另外还有用于外部模拟源的环境光传感器和连接器。

MSP430FR2355 MCU 包含可配置信号链元件智能模拟组合，其中包括多个 12 位数模转换器 (DAC) 和可编程增益放大器 (PGA) 以及一个 12 位模数转换器 (ADC) 和两个增强型比较器 (eCOMP) 选项。开箱即用的演示之一包括用于展示部分智能模拟组合配置的 GUI。

24MHz MSP430FR2355 器件采用 32KB 的嵌入式 FRAM(铁电随机存取存储器)，这是一种以超低功耗、高擦写次数和高速写入访问而闻名的非易失性存储器。通过结合使用 4KB 的片上 SRAM，用户可以访问 32KB 的存储器，并根据需要在程序和数据之间进行分配。例如，数据记录应用可能需要大型数据存储器以及相对较小的程序存储器，所以可根据需要分配程序存储器和数据存储器。

包装还是老风格，红黑主色调，加上白色的文字LOGO，极具视觉冲击效果。

MSP-EXP430FR2355 LaunchPad开发板的主要特性如下

• ULP FRAM 技术，基于具有智能模拟组合的 MSP430FR2355 16 位 MCU

• 板载 eZ-FET 调试探针，采用可用于超低功耗调试的 EnergyTrace 技术

• 40 引脚 LaunchPad 接头，可利用 BoosterPack 生态系统

• 2 个按钮和 2 个 LED，便于用户交互

• 板载环境光传感器

• 板载 Grove 模块接口，用于添加外部传感器、传动器等

TI官方将MSP430FR235x、MSP430FR215x 系列MCU称为混合信号微控制器，在SAC的帮助上，处理模拟信号将更加得以应手

MSP430FR215x和MSP430FR235x 微控制器 (MCU) 均属于 MSP430™MCU 超值系列超低功耗低成本器件产品系列，该产品系列适用于检测和测量应用。MSP430FR235x MCU 集成了四个称之为智能模拟组合的可配置信号链模块，每个组合均可用作 12 位 DAC 或可配置可编程增益运算放大器，以满足系统的特定需求，同时缩减 BOM 并减小 PCB 尺寸。该器件还包含一个 12 位 SAR ADC 和两个比较器。

MSP430FR215x 和 MSP430FR235x MCU 都支持 –40° 至 105°C 的扩展温度范围，因此更高温度的工业应用可从这些器件的 FRAM 数据记录功能受益。该扩展温度范围使开发人员可以满足烟雾探测器、传感器变送器和断路器等应用的要求。

MSP430FR215x 和 MSP430FR235x MCU 具有功能强大的 16 位 RISC CPU、16 位寄存器和常数发生器，有助于现最大编码效率。数控振荡器 (DCO) 通常可以使器件在不到 10µs 的时间内从低功耗模式唤醒至激活模式。

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，从而使系统设计人员能够在降低能耗的情况下提升性能。FRAM 技术将 RAM 的低功耗快速写入、灵活性和耐用性与闪存的非易失性相结合。

MS430FR235X的功能框图如下

那么SAC究竟是什么，同时将给我们带来什么的的应用前景?

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如图所示，SAC是一个集成的可配置模拟模块，可配置为运算放大器(op amp)，可编程增益放大器(PGA)或12位数模转换器(DAC)，使用时无需更改任何外部硬件组件，而是通过特定的参数设置即可生效。

MSP微控制器事业部总经理Miller Adair如是介绍SAC，“我们结合了模拟专长和嵌入式处理专长两部分，从而实现了最优秀的混合信号产品。” MSP430FR2355可完美解决工程师遇到的各种挑战，高集成度可减少外围元件个数，从而降低设计复杂度及系统成本，而通过提高温度范围，可以给工厂自动化做更多的扩展可能，同时硬件性能的升级，也使得应用效率进一步提高。在应用方面，MSP430FR2355特别适合烟雾探测器、传感变送器和断路器等对感应与测量有一定要求，尤其是在高温环境下工作的情况。比如用在烟雾探测器应用中，内置SAC可实现包括跨阻放大器、运算放大器和ADC的功能，而在温度变送器应用中，SAC可具有包括运算放大器、ADC以及DAC等模拟信号链所有功能。

为了更好的演示SAC的灵活控制功能，TI提供了GUI Composer演示程序，直接通过WEB方式演示了在线修改SAC工作参数并立即生效的灵活配置方式(on the fly)。

我们可以直接使用官方提供的GC Gallery来进行测试，也可以在GC中打开该Gallery然后运行。不过在此之前，先在要开发板中先写入OOB(out of box)代码，默认出厂代码即为OOB代码。

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