3.4 MSP432系列MCU硬件最小系统
MCU的硬件最小系统是指包括电源、晶振、复位、写入调试器接口等可使内部程序得以运行的、规范的、可复用的核心构件系统。使用一个芯片，必须完全理解其硬件最小系统。当MCU工作不正常时，首先就要查找最小系统中可能出错的元件。一般情况下，MCU的硬件最小系统由电源、晶振及复位等电路组成。芯片要能工作，必须有电源与工作时钟；至于复位电路则提供不掉电情况下MCU重新启动的手段。随着Flash存储器制造技术的发展，大部分芯片提供了在板或在线系统（On System）的写入程序功能，即把空白芯片焊接到电路板上后，再通过写入器把程序下载到芯片中。这样，硬件最小系统应该把写入器的接口电路也包含在其中。基于这个思路，MSP432芯片的硬件最小系统包括电源电路、复位电路、与写入器相连的SWD接口电路及可选晶振电路。附录B给出了MSP432硬件最小系统原理图，该图可从5个部分来理解：第一，首先需要为芯片提供电源（直流3.3V），所有的电源引脚与地之间应在靠近芯片的地方接滤波电容（去耦电容），因为电容有通交流阻直流的特性，因此用来抑制高频噪声，使供电更加稳定；第二，需要给芯片提供晶振，芯片工作需要一个由晶振提供的时钟信号；第三，复位引脚要加上拉电阻，平时电平拉高，需要复位时与地导通使电平拉低，从而使芯片复位；第四，SWD写入器接口，为了将程序写入芯片，需要写入器接口引脚；第五，其他引脚引出虚线之外，就可以对外提供服务了。读者需彻底理解该原理图的基本内涵。
3.4.1 电源及其滤波电路
电路中需要大量的电源类引脚提供足够的电流容量，同时也要保持芯片电流平衡，所有的电源引脚必须外接适当的滤波电容抑制高频噪声。
电源（DVCCx、AVCCx）与地（DVSSx、AVSSx）包括很多引脚。至于外接电容，由于集成电路制造技术所限，无法在IC内部通过光刻的方法制造这些电容。去耦是指对电源采取进一步的滤波措施，去除两极间信号通过电源互相干扰的影响。电源滤波电路可改善系统的电磁兼容性，降低电源波动对系统的影响，增强电路工作的稳定性。为标识系统通电与否，可以增加一个电源指示灯。
需要强调的是，虽然硬件最小系统原理图（附录B）中的许多滤波电容被画在了一起，但在实际布板时，需要各自接到靠近芯片的电源与地之间，才能起到良好的效果。
3.4.2 复位电路及复位功能
复位意味着MCU一切重新开始。若复位引脚为有效（低电平），则会引起MCU复位。复位电路原理：正常工作时，复位引脚RSTN/NMI通过一个10kΩ的电阻接到电源正极，所以应为高电平；若按下“复位”按钮，则RSTN/NMI引脚接地为低电平，导致芯片复位；若系统重新上电，芯片内部电路会使RSTN/NMI引脚拉低，使芯片复位。MSP432的复位引脚是双向引脚，作为输入引脚，拉低可使芯片复位，作为输出引脚，上电复位期间有低脉冲输出，表示芯片已经复位完成。
从引起MCU复位的内部与外部因素来区分，复位可分为外部复位和内部复位两种。外部复位有上电复位、按下“复位”按钮复位；内部复位有看门狗定时器复位、低电压复位和软件复位等。
从复位时芯片是否处于上电状态来区分，复位可分为冷复位和热复位。芯片从无电状态到上电状态的复位属于冷复位，芯片处于带电状态时的复位属于热复位。冷复位后，MCU内部RAM的内容是随机的；热复位后，MCU内部RAM的内容会保持复位前的内容，即热复位并不会引起RAM中内容的丢失。
从CPU响应速度快慢来区分，复位还可分为异步复位和同步复位。异步复位源包括上电复位和低电压复位等，其复位请求一般表示一种紧要的事件，因此复位控制逻辑不等到当前总线周期结束，复位立即有效。同步复位源包括看门狗定时器复位、软件复位等，其复位请求的处理方法与异步复位不同。例如，当一个同步复位源给出复位请求时，复位控制器并不使之立即起作用，而是等到当前总线周期结束之后，这是为了保护数据的完整性。在该总线周期结束后的下一个系统时钟的上升沿时，复位才有效。
3.4.3 晶振电路
MSP432芯片可使用内部晶振或外部晶振两种方式为MCU提供工作时钟。
MSP432芯片含有内部时钟源（IRC），频率分慢速（32.768kHz）和快速（4MHz）。通过编程，最大可产生48MHz内核时钟及24MHz总线时钟。使用内部时钟源可略去外部晶振电路。
时钟源若需要更低的功耗，可自行选用外部晶振LFXT，若需要更快速的响应和快速的突发处理能力，可选用外部晶振HFXT，如图3-3所示的晶振电路。
图3-3 晶振电路
3.4.4 SWD接口电路
MSP432芯片的调试接口SWD是基于CoreSight架构的，该架构在限制输出引脚和其他可用资源情况下，提供了最大的灵活性。CoreSight是ARM定义的一个开放体系结构，以使SoC设计人员能够将其他IP内核的调试和跟踪功能添加到CoreSight基础结构中。通过SWD接口可以实现程序下载和调试功能，SWD接口只需两根线：数据输入／输出线（DIO）和时钟线（CLK）。附录B中的最小硬件系统原理图，给出了SWD调试接口电路，连接到MSP432芯片的SWCLKTCK与SWDIOTMS两个引脚，也可根据实际需要增加地、电源及复位信号线。