概述
德州儀器 （TI） 的 MSP430FR600x 系列超聲波傳感和測(cè)量 SoC 是功能強(qiáng)大、高度集成的微控制器 （MCU），針對(duì)水表和熱量表進(jìn)行了優(yōu)化。MSP430FR600x MCU 提供集成的超聲波傳感解決方案 （USS） 模塊，可在各種流速下提供高精度。USS 模塊有助于實(shí)現(xiàn)超低功耗計(jì)量，并且由于需要極少的外部元件即可實(shí)現(xiàn)最大集成度，從而降低系統(tǒng)成本。MSP430FR600x MCU 實(shí)現(xiàn)了基于 ADC 的高速信號(hào)采集，然后使用集成的低功耗加速器 （LEA） 模塊進(jìn)行了優(yōu)化的數(shù)字信號(hào)處理，以提供具有超低功耗的高精度計(jì)量解決方案，非常適合電池供電的計(jì)量應(yīng)用。
數(shù)據(jù)表：*附件：MSP430FR6005具有128KB FRAM、LCD、12位高速 8MSPS Σ-Δ ADC和集成傳感器AFE的16MHz MCU技術(shù)手冊(cè).pdf

USS 模塊包括一個(gè)可編程脈沖發(fā)生器 （PPG） 和一個(gè)帶有低阻抗輸出驅(qū)動(dòng)器的物理接口 （PHY），用于實(shí)現(xiàn)最佳傳感器激勵(lì)，從而為零流漂移 （ZFD） 提供最佳結(jié)果。該模塊還包括一個(gè)可編程增益放大器 （PGA） 和一個(gè)高速 12 位 8Msps Σ-Δ ADC （SDHS），用于從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)超聲波傳感器精確采集信號(hào)。

此外，MSP430FR600x MCU 還集成了其他外設(shè)，以改善計(jì)量的系統(tǒng)集成。MSP430FR600x MCU 還具有片上 8 多路復(fù)用 LCD 驅(qū)動(dòng)器、RTC、12 位 SAR ADC、模擬比較器、高級(jí)加密加速器 （AES256） 和循環(huán)冗余校驗(yàn) （CRC） 模塊。

MSP430FR600x MCU 由廣泛的硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)提供支持，并提供參考設(shè)計(jì)和代碼示例，可幫助您快速開(kāi)始設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)套件包括 [MSP-TS430PZ100E 100 引腳目標(biāo)開(kāi)發(fā)板]和 [EVM430-FR6047 超聲波水流量計(jì) EVM]。TI 還提供免費(fèi)軟件，包括超聲波傳感設(shè)計(jì)中心、超聲波傳感軟件庫(kù)和 [MSP430Ware? 軟件]。

TI 的 MSP430 超低功耗 （ULP） FRAM 微控制器平臺(tái)將獨(dú)特的嵌入式 FRAM 和整體超低功耗系統(tǒng)架構(gòu)相結(jié)合，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠在降低能耗的同時(shí)提高性能。FRAM 技術(shù)將 RAM 的低能耗快速寫入、靈活性和耐用性與閃存的非易失性相結(jié)合。

特性

• 一流的超聲波水流測(cè)量，具有超低功耗
  • <100ps 差分飛行時(shí)間 （dTOF） 精度
  • 20 ps 的高精度時(shí)間測(cè)量分辨率
  • 能夠檢測(cè)低流速（每小時(shí) 4-6 升）
  • 每秒一次測(cè)量時(shí)電流消耗約為 4μA
• 符合并超過(guò) ISO 4064、OIML R49 和 EN 1434 精度標(biāo)準(zhǔn)
• 能夠直接連接標(biāo)準(zhǔn)超聲波傳感器（高達(dá) 2.5 MHz）
• 集成模擬前端 – 超聲波傳感解決方案 （USS）
  • 可編程脈沖生成 （PPG） 可生成不同頻率的脈沖
  • 集成物理接口 （PHY），帶有低阻抗 （4-Ω） 輸出驅(qū)動(dòng)器，用于控制輸入和輸出通道
  • 高性能高速 12 位 Σ-Δ ADC （SDHS），輸出數(shù)據(jù)速率高達(dá) 8 Msps
  • –6.5 dB 至 30.8 dB 的可編程增益放大器 （PGA）
  • 輸出范圍為 68 MHz 至 80 MHz 的高性能鎖相環(huán) （PLL）
• 低功耗加速器 （LEA）
  • 獨(dú)立于 CPU 運(yùn)行
  • 與 CPU 共享的 4KB RAM
  • 高效的 256 點(diǎn)復(fù)數(shù) FFT：比 Arm Cortex-M0+ 內(nèi)核快 40×
• 嵌入式微控制器
  • 時(shí)鐘頻率高達(dá) 16MHz 的 16 位 RISC 架構(gòu)
  • 從 3.6 V 到 1.8 V 的寬電源電壓范圍（最小電源電壓受 SVS 電平限制，參見(jiàn) SVS 規(guī)格）
• 優(yōu)化的超低功耗模式
  • 活動(dòng)模式：約 120 μA/MHz
  • 帶實(shí)時(shí)時(shí)鐘 （RTC） 的待機(jī)模式 （LPM3.5）：450 nA^(1)^
  • 關(guān)斷 （LPM4.5）：30 nA
• 鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 （FRAM）
  • 高達(dá) 256KB 的非易失性存儲(chǔ)器
  • 超低功耗寫入
  • 每個(gè)字 125 ns 的快速寫入速度（4 ms 內(nèi) 64KB）
  • 統(tǒng)一內(nèi)存 = 程序 + 數(shù)據(jù) + 一個(gè)空間存儲(chǔ)
  • 10^15^寫入周期耐久性
  • 抗輻射且無(wú)磁性
• 智能數(shù)字外設(shè)
  • 32 位硬件乘法器 （MPY）
  • 6 通道內(nèi)部 DMA
  • 具有日歷和鬧鐘功能的 RTC
  • 6 個(gè) 16 位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器具有多達(dá) 7 個(gè)捕獲/比較寄存器
  • 32 位和 16 位循環(huán)冗余校驗(yàn) （CRC）
• 高性能模擬
  • 16 通道模擬比較器
  • 12 位 SAR ADC，具有窗口比較器、內(nèi)部基準(zhǔn)和采樣保持功能，具有多達(dá) 16 個(gè)外部輸入通道
  • 集成 LCD 驅(qū)動(dòng)器，具有多達(dá) 264 段的對(duì)比度控制
• 多功能輸入/輸出端口
  • 可訪問(wèn)的位、字節(jié)和字（成對(duì)）
  • 所有端口上的 LPM 邊緣可選喚醒
  • 所有端口均可編程上拉和下拉
• 代碼安全性和加密
  • 128 位或 256 位 AES 安全加密和解密協(xié)處理器
  • 用于隨機(jī)數(shù)生成算法的隨機(jī)數(shù)種子
  • IP 封裝保護(hù)內(nèi)存免受外部訪問(wèn)
  • FRAM 提供固有的安全優(yōu)勢(shì)
• 增強(qiáng)的串行通信
  • 多達(dá) 4 個(gè) eUSCI_A 串行通信端口
    • 具有自動(dòng)波特率檢測(cè)功能的 UART
    • IrDA 編碼和解碼
  • 最多兩個(gè) eUSCI_B 串行通信端口
    • 我^2^具有多從地址的 C
  • 硬件 UART 或 I^2^C 引導(dǎo)加載程序 （BSL）
• 靈活的時(shí)鐘系統(tǒng)
  • 具有 10 個(gè)可選工廠調(diào)整頻率的固定頻率 DCO
  • 低功耗低頻內(nèi)部時(shí)鐘源 （VLO）
  • 32 kHz 晶體 （LFXT）
  • 高頻晶體 （HFXT）
• 開(kāi)發(fā)工具和軟件（另請(qǐng)參閱工具和軟件）
  • 超聲波傳感設(shè)計(jì)中心圖形用戶界面

框圖

引腳配置描述

典型特性，低功耗模式電源電流

典型特征，數(shù)字輸出

端口P6（P6.6和P6.7）帶施密特觸發(fā)器的輸入/輸出

圖9 - 12展示了端口示意圖。表9 - 34總結(jié)了引腳功能的選擇。

9.14.18 端口PJ（PJ.4和PJ.5）帶施密特觸發(fā)器的輸入/輸出

圖9 - 19和圖9 - 20展示了端口示意圖。表9 - 41總結(jié)了引腳功能的選擇。