MSP430系列单片机是一款具有精简指令集的16位超低功耗混合型单片机。选用MSP430系列单片机的一个最大优势是它具有低功耗和高集成度，十分适合于电池供电和空间受限的作业环境以及便携式运用场合。
1 MSP430系列单片机的低功耗原理及作业形式
1.1 低功耗原理
MSP430系列单片机能够具有很低的功耗，是由它的结构特色决议的。
1.1.1 灵敏的时钟信号
MSP430系列单片机为体系供给不同的时钟信号，用户能够依据实际需求挑选适宜的体系时钟。MSP430的时钟模块由高速晶体振荡器、低速晶体振荡器、数字操控振荡器DCO、锁频环FLL以及锁频环增强版别FLL+等部件构成。MSP430系列单片机输出3种不同频率的时钟信号：ACLK(辅佐时钟)、MCLK(主体系时钟)、SMCLK(子体系时钟)。下面以MSP430F4XX系列单片机的时钟模块为例作介绍。
MSP430F4XX系列单片机的时钟模块有3个时钟源：LFXT1CLK，XT2CLK，DCOCLK。LFXT1CLK为低频时钟;XT2CLK为高频时钟;DCOCLK为片内数字操控RC振荡器，常常用作体系和外设的时钟信号，其稳定性可由FLL+硬件操控。
MSP430F4XX系列单片机时钟模块的结构如图1所示。ACLK来自LFXT1CLK，可由软件选作各外围模块的时钟信号，一般用于低速外设，ACLK经1，2，4，8分频后供外部电路运用，确保了MSP430F4XX和MSP430F1XX的时钟体系相兼容;MCLK可由软件挑选来自LFXT1CLK，XT2CLK，DCOC-LK三者之一，然后经1，2，4，8分频得到，首要用于CPU和体系;SMCLK可由软件挑选来自XT2CLK或DCOCLK，首要用于高速外围模块。用户依据不同的运用要求和体系条件，通过程序挑选低频或高频，3种不同的频率时钟输出给不同的模块，然后合理运用体系的电压，完结整个体系的低功耗。
DCOCLK能够用作MCLK和SMCLK，但由于RC振荡器DCO的频率会因温度和电压的不同而改变，导致输出频率不稳定。MSP430F4XX系列单片机的时钟模块运用了增强型锁频环技能FLL+，能够通过频率积分器和调制器的主动调理使DCOCLK的频率趋于稳定，完结了硬件主动调整DCO频率，而MSP430F1XX系列单片机的时钟模块则需求通过软件调整DCO频率。
1.1.2 彻底独立运转的外围模块
MSP430系列单片机的各个模块运转彻底独立，定时器、A/D转化器等都能够在CPU休眠的状况下独立运转，然后降低了体系作业时的功耗。例如，用两种方法完结方波的输出。
方法1 为一般单片机运用的方法，运用CPU操控输出端口来完结高、低电平的替换转化。在这种方法下，CPU一向处于作业状况。方法1的程序如下：
方法2 运用MSP430外部模块定时器A1的主动翻转形式来完结高、低电平的替换转化。在这种方法下，CPU在设定了定时器A1的作业形式后，由定时器A1的输出操控波形，彻底不需求CPU的参加，CPU能够休眠，降低了体系的功耗。方法2的程序如下：
1.1.3 瞬间唤醒的呼应特性
在一般状况下，软件将CPU设定到某一低功耗形式下，在需求时运用中止将CPU从休眠状况中唤醒，完结作业之后又能够进入相应的休眠状况。MSP430能够在极短的时刻内唤醒CPU，然后缩短了CPU的活动时刻，降低了功耗。MSP430F4XX系列DCO振荡器的呼应时刻小于6 μs，可支撑长睡觉周期和突发事件的履行。
1.2 作业形式
MSP430系列单片机供给6种不同的作业形式：活动形式(AM)、低功耗形式0(LPM0)、低功耗形式1(LPM1)、低功耗形式2(LPM2)、低功耗形式3(LPM3)、低功耗形式4(LPM4)。选用哪种作业形式由CPU的状况寄存器SR中的SCG0、SCG1、OscOff和CPUOFF位操控。通过设置操控位MSP430能够从活动形式进入到相应的低功耗形式，而各种低功耗形式又能够通过中止方法回到活动形式。在各种作业形式下，时钟体系所发生的3种时钟活动状况是各不相同的。各种作业形式、操控位及3种时钟的活动状况之间的相互关系如表1所示。
图2显现了在电压为3 V、周期为1μs时各种作业形式的耗电状况。能够看出，在LPM4作业形式下的耗电量适当低。
灵敏的时钟信号、彻底独立运转的外围模块和瞬间呼应的特性使得MSP430系列单片机能够通过软件设置装备不同的作业形式，通过中止切换不同的作业形式，CPU和各模块都能在最低功耗状况下正常作业。
2 海温丈量中的运用
作为重要的海洋水文参数，温度丈量在海洋监测、开发运用和科学研究中都具有特别的含义，为此人们规划了各种形式的海水温度丈量仪器。现在，获取海水温度信息的手法多种多样，如卫星、飞机、船只、浮标、岸基监测站、海上固定渠道、自愿船等。其间扔掉式海水温度探测体系可快速获取海温的实时数据，具有杰出的机动性，便于组网。扔掉的测温设备需求单独在海洋中完结海温数据的收集和发送，依托本身带着的电池供电，这时体系的功耗便尤为重要。因而，选用超低功耗的MSP430单片机来规划扔掉式测温设备的温度收集体系。
2.1 规划方案
体系选用MSP430F4794作为微处理器一起完结数据的收集和处理使命。选用NTC热敏电阻RT作为前端温度传感器，其杰出特色是灵敏度高，呼应速度快。运用3个规范精细金属膜电阻R1，R2，R3和NTC热敏电阻RT构成测温电桥，用于鼓励出热敏电阻的差分电压信号。
运用MSP430F4794芯片内部自带的SD16_A(增强型16位的∑-△A/D转化器)模块进行模/数转化。从前端温度传感器送来的差分信号首要通过MSP430F4794内部自带的输入缓存，能够防止直接接入程控扩大器形成的丈量误差;通过输入缓存后由程控扩大器对信号进行差分扩大，然后送入SD16_A;终究将转化好的数据存入16位A/D转化专用数据存储器，完结一次数据收集。收集好的数据送运算器进行运算终究取得海水温度丈量成果。
