MSP430FR5043系列介绍资料

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MSP430FR5043

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具有 64KB FRAM、12 位高速 8MSPS Σ-Δ ADC 和集成传感器 AFE 的 16MHz MCU

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德州仪器 (TI) MSP430FR604x 和 MSP430FR504x SoC 属于 MSP430 超声波传感微控制器 (MCU) 系列，且功能强大、集成度高，专为各种工业应用而设计：

这些 MCU 提供集成的超声波传感解决方案 (USS_A) 模块，该模块可针对多种流速提供高精度测量。USS 模块高度集成，需要的外部组件极少，因而有助于实现超低功耗计量并降低系统成本。

MSP430FR604x 和 MSP430FR504x 器件采用低功耗加速器 (LEA)，可实现基于 ADC 的高速信号采集以及后续优化数字信号处理，为电池供电型计量应用提供了一款理想的超低功耗、高精度计量解决方案。

USS_A 模块包括可编程脉冲发生器 (PPG) 和具有低阻抗输出驱动器的物理接口 (PHY)，以实现最佳传感器激励和准确的阻抗匹配，从而在零流量漂移 (ZFD) 方面达到最佳效果。USS_A 模块还包含可编程增益放大器 (PGA) 和高速 12 位 8Msps Σ-Δ ADC (SDHS)，便于通过行业标准超声波传感器实现精确的信号采集。

此外，MSP430FR604x 和 MSP430FR504x 还集成了其他外设，可提高系统在计量方面的集成度。它具有计量测试接口 (MTIF) 模块，能够通过脉冲生成来指示仪表测量的流量。它还具有片上 8 通道多路复用器 LCD 驱动器（仅限 MSP430FR604x）、实时时钟 (RTC)、12 位 SAR ADC、模拟比较器、高级加密 (AES256) 模块和循环冗余校验 (CRC) 模块。

MSP430FR604x 和 MSP430FR504x MCU 由广泛的硬件和软件生态系统提供支持，随附参考设计和代码示例，便于您快速开始设计。开发套件包括 MSP-TS430PN80C 80 引脚目标开发板和 EVM430-FR6043 超声波气流计 EVM。TI 还提供免费软件，包括超声波感应设计中心、超声波感应软件库和 MSP430Ware™ 软件。

MSP430FR604x 和 MSP430FR504x MCU 系列集成了 TI 的 FRAM（铁电 RAM）和功耗整体超低 MSP 系统架构，从而使系统设计人员能够在降低能耗的同时提升性能。FRAM 技术兼有 RAM 的低功耗快速写入、灵活性、耐用性和闪存非易失性等特性。

有关完整的模块说明，请参阅 《MSP430FR58xx、MSP430FR59xx 和 MSP430FR6xx 系列用户指南》 。

功耗超低的一流超声波水流和气流测量
- 水
  - 在低流速到高流速的情况下以及工作温度范围内的差分飞行时间 (dToF) 精度为 ±12.5ps
  - 可在 500:1 的宽动态范围内实现 ±1% 精度
  - 在直径为 25mm 的管道上，能够测量的最大流速为 8800 升/小时（40 加仑/分钟）
  - 能够检测的最小流速小于 1 升/小时（0.005 加仑/分钟）
  - 高精度时间测量分辨率小于 5ps
  - 在每秒获取一组结果的条件下总体电流消耗大约为 3µA
  - 能够支持直径为 15mm 至 1000mm 的宽管道尺寸
- 气体
  - 在低流速到高流速的情况下以及工作温度范围内的差分飞行时间 (dToF) 精度为 ±250ps
  - 可在流速高达 12000 升/小时的条件下实现 ±1% 的精度，具有 200:1 的宽动态范围
  - 能够测量的流速大于 25000 升/小时
  - 能够检测的最小流速小于 3 升/小时
  - 高精度时间测量分辨率小于 100ps
  - 在每秒获取一组结果的条件下总体电流消耗大约为 20µA
符合并超出 ISO4064、OIML R49、EN 14236 和 EN 1434 精度标准
能够直接与标准超声波传感器（高达 2.5MHz）连接
集成模拟前端 – 超声波传感解决方案 (USS_A)，包括
- 用于在各种频率下生成多音调脉冲的可编程脉冲发生器 (PPG)
- 用于控制输入和输出通道且具有低阻抗输出驱动器 (4Ω) 的集成 PHY
- 具有高达 8Msps 输出数据速率的高性能高速 12 位模数转换器 (SDHS)
- 具有 –6.5dB 至 30.8dB 增益的可编程增益放大器 (PGA)
- 输出范围为 68MHz 至 80MHz 的高性能 PLL
计量测试接口 (MTIF)
- 脉冲发生器和脉冲计数器
- 脉冲率高达 1024 次脉冲/秒 (p/s)
- 计数容量高达 65535（16 位）
- 在 LPM3.5 下以 200nA（典型值）运行
低功耗加速器 (LEA)
- 独立于 CPU 运行
- 与 CPU 共享 8KB RAM
- 高效的 256 点复数 FFT：比 Arm Cortex-M0+ 内核最多快 40 倍
嵌入式微控制器
- 时钟频率高达 16MHz 的 16 位精简指令集计算机 (RISC) 架构
- 宽电源电压范围：1.8V 至 3.6V ⁽¹⁾
优化的超低功耗模式
- 激活模式：大约 120 µA/MHz
- 具有实时时钟 (RTC) 的待机模式 (LPM3.5)：450nA ⁽²⁾
- 关断 (LPM4.5)：30nA
铁电随机存取存储器 (FRAM)
- 容量高达 64KB 的非易失性存储器
- 超低功耗写入
- 以 125ns/字（4ms 内写入 64KB）的速度快速写入
- 统一的存储器 = 程序 + 数据 + 存储都处于同一存储空间
- 耐写次数达 10¹⁵ 次
- 抗辐射和非磁性
智能数字外设
- 32 位硬件乘法器 (MPY)
- 6 通道内部 DMA
- 带有日历和报警功能的 RTC
- 6 个 16 位计时器，每个计时器具有多达 7 个捕捉/比较寄存器
- 32 位和 16 位循环冗余校验 (CRC)
高性能模拟
- 12 通道模拟比较器
- 12 位 ADC，具有窗口比较器、内部基准和采样保持功能以及多达 8 条外部输入通道
- 具有高达 248 段对比度控制的集成 LCD 驱动器
多功能输入/输出端口
- 所有引脚均支持电容式触控功能，无需外部组件
- 可按位、字节和字进行访问（成对访问）
- 所有端口均可从 LPM 进行边沿可选唤醒
- 所有端口均具有可设定的上拉电阻或下拉电阻
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 封装可保护存储器免遭外部访问
- FRAM 可提供固有安全性优势
增强型串行通信
- 多达 4 个 eUSCI_A 串行通信端口
  - 支持自动波特率检测的 UART
  - IrDA 编码和解码
- 多达 2 个 eUSCI_B 串行通信端口
  - 支持多从器件寻址的 I²C
- 硬件 UART 或 I²C 引导加载程序 (BSL)
灵活的时钟系统
- 具有 10 个可选厂家调整频率的固定频率数控振荡器 (DCO)
- 低功耗低频内部时钟源 (VLO)
- 32kHz 晶振 (LFXT)
- 高频晶振 (HFXT)
开发工具和软件
- 超声波感应设计中心图形用户界面
- 超声波感应软件库
- EVM430-FR6043 燃气表评估模块板
- 用于 80 引脚封装的 MSP-TS430PN80C 目标插座板
- 采用 EnergyTrace++ 技术的免费专业开发环境
- 用于 MSP 微控制器的 MSP430Ware™
器件比较汇总了可用的器件型号和封装选项

⁽¹⁾最低电源电压受限于 SVS 电平（请参阅 SVS 规格）

⁽²⁾RTC 由 3.7pF 晶振计时。

Frequency (MHz)	16
Nonvolatile memory (kByte)	64
RAM (kByte)	12
ADC type	12-bit SAR
Number of ADC channels	8
Number of GPIOs	44
Features	Advanced sensing, DMA, Direct drive, Low-energy accelerator (LEA), Metering test interface (MTIF), Real-time clock, Ultrasonic sensing AFE
UART	4
Number of I2Cs	2
SPI	6
Number of comparator channels	12
Timers - 16-bit	6
Bootloader (BSL)	UART
Operating temperature range (°C)	-40 to 85
Rating	Catalog

LQFP (PM)	64	144 mm² 12 x 12
VQFN (RGC)	64	81 mm² 9 x 9

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