使用超低功耗 USB 微控制器进行设计

时间:2023-09-28
    介绍
    USB 的普及使其成为需要连接到 PC 或其他主机设备进行配置、定期数据或固件更新的应用程序的极具吸引力的接口。这些设备通常是便携式的,例如医疗或工业工具,它们远程收集需要稍后上传的数据。由于这些设备是便携式的,因此终的 USB 实施必须既经济高效又节能。TI 的 MSP430F55xx、MSP430F56xx 和 MSP430F66xx 微控制器 (MCU) 系列具有嵌入式全速 USB (12 Mbps),可提供的超低功耗以及高性能模拟和其他智能集成外设。
    MSP430 USB 微控制器
    为了满足开发人员的需求,TI 为 MSP430 微控制器 (MCU) 的 F5xx 和 F6xx 系列提供全速 USB。通过将USB与强大性能的MCU(高达25 MHz)、大容量闪存和RAM存储器集成的智能外设(包括片上ADC、比较器、硬件乘法器、DMA控制器、温度传感器和其他外设)以及卓越的电源管理相集成, MSP430 是在嵌入式应用中实现 USB 的理想 MCU(参见图 1)。

    将 USB 与 MSP430 架构的强大性能和高集成度相结合,打造出在嵌入式应用中实现 USB 的理想微控制器
    通过简单地添加一个 USB 连接器和一些分立元件,MSP430 USB MCU 成为需要 USB 连接和模拟外设同时具有超低功耗的应用的完整解决方案。从软件角度来看,TI 提供支持常见设备类别的 API 堆栈。
    MSP430 USB MCU 基于 TI 成熟的 MSP430 架构 F5xx 和 F6xx。每个器件均支持 1.8 至 3.6 V 工作电压,时钟速度高达 25 MHz,并具有 200 nA 量级的集成可编程电源监控功能。新的时钟源进一步化功率、速度、精度和成本之间的权衡,并且闪存写入/擦除可以在整个 Vcc 范围内执行。除了提供各种闪存大小(8 至 512 kB)和高达 66 kB 的 RAM 外,支持 USB 的 MSP430 器件还具有专用于 USB 的附加 2 kB RAM,当 USB 禁用时,该 RAM 可用供一般用途使用。
    TI 认识到消费者和工程师已经开始期望 USB 能够正常工作。事实上,虽然 USB 看起来像 UART 或 SPI 端口一样简单,但该协议的实现起来并不简单。与 UART 或 SPI 接口不同,即使在简单的应用中,合规性也是 USB 设计的主要考虑因素。例如,主机可以随时挂起连接的设备。设备还必须能够处理意外删除。对于以前没有经历过此过程的开发人员来说,这种意外的考虑可能需要额外的开发时间并导致意外的延迟。
    MSP430 MCU USB 支持的部分增值在于,实现 USB 的大部分底层复杂性都是通过直观的 API 堆栈来管理的。API 堆栈旨在供开发人员快速吸收。与 USB 本身一样,它们在底层包含很多复杂性,使开发人员免于不必要的麻烦,从而有助于加快开发时间。堆栈源代码对那些希望完全控制的开发人员开放。对于每个堆栈,都提供了完整的程序员指南,作为 API 函数调用的参考,并清晰地描述了底层概念。
    此外,TI 还提供了 MSP430 USB 描述符工具。该工具充当 API 堆栈的“控制面板”,允许快速配置。它会自动创建每个 USB 设备必须根据用户输入向主机的描述符。这可以为开发人员节省大量时间,并让他们放心,描述符已正确完成。
    堆栈适用于常见的设备类别,并且无需额外付费。虽然开发人员不应低估创建强大的 USB 接口所需的条件,但 TI 已显着缩短了 USB 学习曲线。通过这种方式,开发人员可以摆脱学习 USB 作为一项技术的详细细节的大部分负担,而是能够专注于使用 USB 来提高其应用程序的价值和可用性。
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