第1章 概述 随着电子技术的发展，微型计算机和数字控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，以微处理器为控制核心的全数字化控制系统不断取代传统的模拟器件控制系统。特别是进入21世纪以后，DSP技术得到了飞速发展，采用DSP实现数字化处理和控制已经成为未来的发展趋势，TI和ADI等主流DSP厂商都推出了多个系列电机控制专用DSP芯片。其中，TI的TMS320C2000系列就是专用于电机控制的芯片，目前被TI归类为高性能微控制器（MCU），但该系列产品在2008年之前一直作为TI三大系列DSP（C2000、C5000、C6000）之一推向市场，可见该系列产品具有较强的信号处理能力。事实上，该系列产品集微控制器和高性能DSP特点于一身，具有强大的控制和信号处理能力，能够实现复杂的控制算法。本书尊从TI的分类，称TMS320C2000为微控制器，也有资料称之为DSP，但实际上界限已经没那么明确了，只要理解为用于控制的处理器就可以了。在学习TMS320C2000MCU之前，首先了解一下DSP领域的领导者――TI。1.1 TI的发展历程及文化 德州仪器（TexasInstruments，TI）是全球领先的半导体公司，为现实世界的信号处理提供创新的数字信号处理及模拟器件技术。除半导体业务外，还提供包括教育产品和数字光源处理解决方案（DLP）。TI总部位于美国德克萨斯州的达拉斯，在全球约有3万名雇员，并在亚洲、欧洲和美洲超过25个国家设有制造、设计或销售机构，在我国北京、上海、苏州、南通、成都、珠海等16个城市设立了分公司或办事处。其中，在成都高新技术开发区设有在中国的第一家生产制造厂，该厂为8英寸晶圆厂，名为德州仪器半导体制造（成都）有限公司，简称TI成都。目前，TI成都拥有1.1万m2的生产面积，其年产能达到10亿美元，另有1.2万m2的厂房预留为了未来的生产需求。1930年，德州仪器成立，名称为“GeophysicalService”，是第一家专门研究地球物理勘探反射地震验测法的独立承包商。1951年12月，更名为TexasInstrumentsIncorporated（德州仪器）。1954年，生产首枚商用晶体管。1958年，发明首块集成电路（IC）。1967年，发明手持式电子计算器。1971年，发明单芯片微型计算机。1973年，获得单芯片微处理器专利。1978年，推出首个单芯片语言合成器，首次实现低成本语言合成技术。1982年，推出单芯片商用数字信号处理器（DSP）。1990年，推出用于成像设备的数字微镜器件，为数字家庭影院带来曙光。1992年，推出microSPARC单芯片处理器，集成工程工作站所需的全部系统逻辑。1995年，启用OnlineDSPLabTM电子实验室，实现互联网上TIDSP应用的监测。1996年，宣布推出0.18mm工艺的Timeline技术，可在单芯片上集成1.25亿个晶体管。1997年，推出每秒执行16亿条指令的TMS320C6xDSP，以全新架构创造DSP性能记录。2000年，推出每秒执行近90亿个指令的TMS320C64xDSP芯片，刷新DSP性能记录；推出世界上功耗最低的芯片TMS320C55xDSP，推进DSP的便携式应用。2003年，推出业界首款ADSL片上调制解调器――AR7。近年来的工作包括：推出业界速度最快的720MHzDSP，同时演示1GHzDSP。向市场提供的0.13mm产品超过1亿件。采用0.09mm工艺开发新型OMAP处理器。TI拥有超过80年的悠久历史，半导体是TI最大的业务，TI的模拟和DSP产品在公司半导体收入中占75%，是DSP市场公认的领导者，在DSP市场排名第一，在混合信号/模拟产品市场排名第一。MSP430MCU与89C51单片机比较如下：首先，89C51单片机是8位单片机，其指令采用的是被称为“CISC”的复杂指令集，共具有111条指令。而MSP430MCU是16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，只有简洁的27条指令，大量的指令则是模拟指令，众多的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。这些内核指令均为单周期指令，功能强，运行速度快。其次，89C51单片机本身的电源电压是5V，有两种低功耗方式：待机方式和掉电方式。正常情况下消耗的电流为24mA，在待机状态下，其耗电电流仍为3mA；即使在掉电方式下，电源电压可以下降到2V，但是为了保存内部RAM中的数据，还需要提供约50mA的电流。而MSP430MCU在低功耗方面的优越之处则是89C51单片机不可比拟的。正因为如此，MSP430MCU更适合应用于使用电池供电的仪器、仪表类产品中。再次，89C51单片机由于其内部总线是8位的，其内部功能模块基本上都是8位的，虽然经过各种努力其内部功能模块有了显著增加，但是受其结构本身的限制很大，尤其模拟功能部件的增加更显困难。MSP430MCU基本架构是16位的，同时在其内部的数据总线经过转换还存在8位的总线，再加上本身就是混合型的结构，因此对它这样的开放型架构来说，无论扩展8位的功能模块，还是16位的功能模块，即使扩展模/数转换或数/模转换这类的功能模块也是很方便的。这也就是MSP430MCU系列产品和其中功能部件迅速增加的原因。最后，在开发工具方面，对于89C51单片机来说，由于它是最早进入我国的单片机，人们对其非常熟悉，各种开发工具也非常多，但是都无法实现在线编程；而MSP430MCU，由于引进了Flash型程序存储器和JTAG技术，不仅使开发工具变得简便、价格相对低廉，并且可以实现在线编程。MSP430器件起始价格为0.25美元，典型应用包括实用计量、便携式仪表、智能传感和消费类电子产品。
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