1．概述
近几年来MSP430系列微控制器凭借超低功耗、超高模拟性能以及高集成度方面无可比拟的优势，已经广泛地应用在中国内地单片机电子行业，引领着国内单片机应用的潮流。
本文首先简单介绍了MSP430系列微控制器的主要特点，详细述叙了其最新产品MSP430FG461x的内部硬件模块资源，最后阐述了该微控制器应用在便携式医疗产品上单芯片解决方案的优势。2．MSP430系列微控制器主要特色MSP430系列微控制器属于16位RISCCPU架构，与之前许多单片机不同之处在于MSP430的CPU中无累加器，其CPU内部含有16个通用寄存器，每个寄存器均可作为累加器使用，可以直接在寄存器与寄存器之前进行数据传递而无需累加器干预。MSP430采用冯·诺依曼结构，数据与程序存储在同一寻址空间，除MSP430FG461x系列微控制器有1MByte寻址空间之外，其它系列均为64KByte的寻址范围，并且都无需翻页操作。
MSP430系列微控制器内部均含有不同数量的片内外设，如：ADC12、ADC10、UART、SPl、IIC、DAC12、Timer、硬件乘法器、看门狗、SD16（16位ADC）等等。
MSP430系列微控制器最突出的优势在于其超低功耗的性能：
①0.1μARAM数据保持模式：该模式下MCU仅允许外部I/O口中断唤醒：②0.8μA实时时钟模式：该模式下32k时钟处于工作状态，可以定时软件唤醒：实现RTC功能，可以支持LCD常显；
③250μA/MIPS的工作模式；
④I/O口漏电流＜50nA；
⑤零功耗掉电复位保护模块。
以上所有模式功耗均包含掉电复位保护模块的功耗。MSP430微控制器其它主要特点如下：
①最高可达16MIPS运行速度：
②低电压工作范围：1.8V～3.6V：
③时钟启动速度＜6μs，MSP430F2xxx系列时钟启动速度＜1μs；
④全系列工业级温度范围：-45℃～+85℃，部分型号可达105℃；
⑤1KB～120KB的ISPFlash、RAM最大容量可达10KB；
⑥超低成本在线编程与调试工具可大幅降低开发成本与缩短研发周期。
3．MSP430FG4619内部模块介绍
MSP430FG4619为TI最新推出的一款MSP430系列微控制器，与以前的型号相比增加了一些新的功能，且具有一定的优势。MSP430FG4619支持1MByte内部程序寻址空间，程序空间大小为120KByteFlash，RAM为8kByte。
3.13通道DMA
DMA主要是用来增强MCU的数据传输能力，在传输数据的过程中无需CPU的干预，从而CPU可以将更多的时间处理数据，降低系统功耗。DMA可以直接将ADC采集的数据传送至RAM单元，支持字节与块传送，块传递数据大小最大支持65535字节。
3.212位模数转换器ADC12
MSP430FG4619拥有12通道的12位ADC，最高采样频率可达200ksps。ADC12内部自带1.25V和2.5V参考电压源，并支持外部参考源输入。支持单通道单次、单通道多次、多通道单次、多通道多次采样方式，并且可由定时器自动触发ADC12采样。每个通道均有单独的结果寄存器。内置温度传感器，可用于温度补偿应用。
ADC12结构框图如下图所示。
3.3运算放大器OPA
内置运算放大器是MSP430系列徼控制器独有的模块，可用于ADC前端模拟信号采集时的放大与调理处理，MSP430FG461x具有三通道OPA，可独立使用和配合使用，单电源供电，Rail-to-Rail输出，可通过软配置方式设置放大倍数与工作方式，支持一般放大、正向放大、反向放大、差分放大等工作方式。
OPA内部结构框图如上图所示。
3.4通讯模块USART/USCI
MSP403FG4619微控制器的通讯模块USART/USCI支持UART异步通讯、SPI同步通讯、IIC通讯和IrDA红外通讯四种通讯方式，内部自带波特率发生器，无需定时器配合。UART异步通讯波特率可支持最高达2M bit/s，SPI通讯波特率支持最高4Mbit/s，IIC通讯支持标准速度100Kbps和快速模式400KbpS。通讯模块USART/USCI内部结构框图，以UART模块为例，如下图所示。
3.5时钟模块
MSP430FG4619微控制器可支持两个外部晶振，一个低频时钟接口，一个高频时钟接口，最高可持8M晶振运行。MSP430FG4619两个晶振可产生三个系统时钟：系统主时钟MCLK、系统子时钟SMCLK和辅助时钟ACLK。
灵活的时钟系统可用于内部各个功能模块，为MCU降低功耗提供时钟基础。MSP430FG4619时钟模块内部还具有硬件锁频功能，可以将外接低频时钟倍频到所需要的高频，从而产生高频时钟源。
时钟模块内部结构框图如洗图所示。
3.6LCD显示模块LCD_A
MSP430FG4619将LCD段显示模块集成在芯片内部，大大降低了LCD显示的功耗。一般MCU在实现LCD显示时，内部的LCD显示模块基本无功耗消耗，唯一的功耗来自外接的显示屏，其显示功耗由显示屏的大小决定。MCU可以在低功耗睡眠模式3下支持显示。LCD显示电路外接元器件极少，基至无需外接元器件，支持静态显示、2-MUX、3-MUX、4-MUX显示方式，最高可支持160段液晶显示。
LCD_A内部结构框图如上图所示。
除以上功能模块外，MSP430FG4619还有定时器A、B，比较器，看门狗、电压检测、DAC12等模块，本文不做详细叙述，可参考用户手册。
4.MSP430FG4619在便携式医疗产品上的应用
MSP430FG4619在便携式医疗产品上可实现单芯片解决方案，内部ADC12用于参数采集，如心电、血压、血糖、血氧等，DAC12可以实现数据的模拟输出，OPA运算放大器可用于AD前端数据采集处理，LCD可用于参数显示或通过数据通讯模块将采集的结果传至上位机显示，DMA通道可增加数据的传递速度，如下图所示。
MCU的超低功耗特性在电池供电的便携式产品上更具明显优势。
5．结束语
目前电池供电的便携式医疗产品已越来越广泛的走入家庭，电池使用寿命与产品的整体成本已成为广大产品设计人员与使用者越来越关注的问题，MSP430FG461x凭借其超低功耗特性与SOC解决方案，已成为便携式医疗产品最佳首选方案之一。
