MSP430杂谈--时钟资源UCS的配置

2019-10-17来源: eefocus关键字:MSP430  时钟资源  UCS  配置

MSP430(F5529)相比MSP430(F149)来讲,功能更加强大。


UCS简介

MSP430F5XX/MSP430F6XX系列器件的UCS包含有五种时钟源,依次是:XT1CLK、VLOCLK、REFOCLK、DCOCLK和XT2CLK。这五种时钟的详细介绍请参考该系列芯片的指导手册,其中XT1CLK、VLOCLK、REFOCLK和XT2CLK跟MSP430F1XX系列没有太大区别,学习配置起来也比较简单。


UCS上电默认状态


PUC后,UCS模块的默认状态如下:


(1)XT1处于LF模式作为XT1CLK时钟源。ACLK选通为XT1CLK。  

(2)MCLK选通为DCOCLKDIV  

(3)SMCLK选通为DCOCLKDIV  

(4)FLL使能,且将XT1CLK作为FLL参考时钟。  

(5)XIN和XOUT脚设置为通用IO,XIN和XOUT配置为XT1功能前,XT1保持禁用。  

(6)如果可用的话,XT2IN和XT2OUT被设置为通用IO且保持禁止状态。  


清楚UCS上电默认状态是非常重要的,这对于理解后面的配置逻辑来说非常重要。


UCS时钟源切换


由于REFOCLK、VLOCLK、DCOCLK(这里暂时这么认为)默认状态下是可用的,所以,切换的时候只需要通过UCSCTL4来配置ACLK、SMCLK和MCLK的时钟源即可,而XT1CLK和XT2CLK需要根据硬件的具体配置情况确定,所以,这两者的配置比起前三者来讲,就有些不同了。下面,我们做三个实验:


(1)将MCLK和SMCLK配置REFOCLK、VLOCLK

REFOCLK和VLOCLK是芯片默认提供的,只要芯片正常工作,这两个时钟就会正常工作,因此,该时钟配置非常简单,只需要修改UCSCTL4,将SELS和SELM配置为对应的选项VLOCLK或者REFOCLK即可,具体代码如下:


void main(void) {  

  WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD;  

    

  P1SEL |= BIT0;  

  P1DIR |= BIT0;//测量ACLK用  

  P2SEL |= BIT2;  

  P2DIR |= BIT2;//测量SMCLK用  

  P7SEL |= BIT7;  

  P7DIR |= BIT7;//测量MCLK用  

  

  

  //UCSCTL4 = UCSCTL4&(~(SELS_7|SELM_7))|SELS_1|SELM_1; //将SMCLK和MCLK配置为VLOCLK  

  UCSCTL4 = UCSCTL4&(~(SELS_7|SELM_7))|SELS_2|SELM_2; //将SMCLK和MCLK配置为REFOCLK  

  

  

  while(1);  

}  


上面的代码就实现了将SMCLK和MCLK切换为VLOCLK和REFOCLK,ACLK的操作也是同样的,不作过多解释。

(2)将MCLK和SMCLK配置XT1CLK


我手头上的开发板XT1外接的是32.768K的手表时钟晶振,XT1CLK的配置要分为以下几步:


1.配置IO口5.4和5.5为XT1功能。  

2.配置XCAP为XCAP_3,即12PF的电容。  

3.清除XT1OFF标志位。  

4.等待XT1起振。  

具体的代码如下:


#include   

  

void main(void) {  

  WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD;  

    

  P1SEL |= BIT0;  

  P1DIR |= BIT0;//测量ACLK用  

  P2SEL |= BIT2;  

  P2DIR |= BIT2;//测量SMCLK用  

  P7SEL |= BIT7;  

  P7DIR |= BIT7;//测量MCLK用  

  

  P5SEL |= BIT4|BIT5; //将IO配置为XT1功能  

  UCSCTL6 |= XCAP_3;  //配置电容为12pF  

  UCSCTL6 &= ~XT1OFF; //使能XT1  

  

  while (SFRIFG1 & OFIFG){  

    UCSCTL7 &= ~(XT2OFFG + XT1LFOFFG + DCOFFG);         // 清除三类时钟标志位  

                              // 这里需要清除三种标志位,因为任何一种  

                              // 标志位都会将OFIFG置位  

    SFRIFG1 &= ~OFIFG;                                  // 清除时钟错误标志位  

  }  

  UCSCTL4 = UCSCTL4&(~(SELS_7|SELM_7))|SELS_0|SELM_0;     //将SMCLK和MCLK时钟源配置为XT1  

  while(1);  

}  


(3)将SMCLK和MCLK配置XT2

将SMCLK和MCLK配置为XT2跟配置为XT1的过程基本相同,唯一不同的是,在配置SMCLK和MCLK为XT2之前,需要将ACLK和REFCLK的时钟源,因为ACLK和REFCLK的默认时钟源是XT1,而我们这里并没有配置启动XT1CLK,所以会产生XT1时钟错误,即XT1LFFG,因此,我们先将ACLK和REFCLK配置为芯片自带的时钟(REFOCLK或VLOCLK)或者即将启动的时钟(XT2),此外,XT2配置时不需要配置电容,故将SMCLK和MCLK配置为XT2的代码如下:


#include   

  

void main(void) {  

  WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD;  

    

  P1SEL |= BIT0;  

  P1DIR |= BIT0;//测量ACLK用  

  P2SEL |= BIT2;  

  P2DIR |= BIT2;//测量SMCLK用  

  P7SEL |= BIT7;  

  P7DIR |= BIT7;//测量MCLK用  

  

  P5SEL |= BIT2|BIT3; //将IO配置为XT2功能  

  UCSCTL6 &= ~XT2OFF; //使能XT2  

  

  UCSCTL4 = UCSCTL4&(~(SELA_7))|SELA_1; //先将ACLK配置为VLOCLK  

  UCSCTL3 |= SELREF_2;                  //将REFCLK配置为REFCLK  

  

  while (SFRIFG1 & OFIFG){  

    UCSCTL7 &= ~(XT2OFFG + XT1LFOFFG + DCOFFG);         // 清除三类时钟标志位  

                              // 这里需要清除三种标志位,因为任何一种  

                              // 标志位都会将OFIFG置位  

    SFRIFG1 &= ~OFIFG;                                  // 清除时钟错误标志位  

  }  

  UCSCTL4 = UCSCTL4&(~(SELS_7|SELM_7))|SELS_5|SELM_5;     //将SMCLK和MCLK时钟源配置为XT2  

  while(1);  

}  

做完前面三个实验,我们就能掌握MSP430F5XX系列时钟切换的基本操作了,讲的并不详细,有其他疑问请仔细阅读芯片手册或者留言讨论。


DCO模块详解

DCO模块在MSP430F5XX系列芯片中非常重要,因为从MSP430F4XX开始,MSP430引用了FLL模块,FLL即锁相环,可以通过倍频的方式提高系统时钟频率,进而提高系统的运行速度。

DCO模块运行需要参考时钟REFCLK,REFCLK可以来自REFOCLK、XT1CLK和XT2CLK,通过UCSCTL3的SELREF选择,默认使用的XT1CLK,但如果XT1CLK不可用则使用REFOCLK。

DCO模块有两个输出时钟信号,级DCOCLK和DCOCLKDIV,其中,倍频计算公式如下:


DCOCLK = D*(N+1)*(REFCLK/n)  

DCOCLKDIV = (N+1)*(REFCLK/n)  


其中:

n即REFCLK输入时钟分频,可以通过UCSCTL3中的FLLCLKDIV设定,默认为0,也就是不分频;

D可以通过UCSCTL2中的FLLD来设定,默认为1,也就是2分频;

N可以通过UCSCTL2中的FLLN来设定,默认值为32。

所以,系统上电后如果不做任何设置,DCOCLK的实际值为2097152,DCOCLKDIV的实际值为1048576。

另外,配置芯片工作频率还需要配置DCORSEL和DCOx,DCORSEL和DCOx的具体作用如下:

DCORSEL位于UCSCTL1控制寄存器中的4到6位,共3位,将DCO分为8个频率段。

DCOx位于UCSCTL0中的8到12位,共5位,将DCORSEL选择的频率段分为32个频率阶,每阶比前一阶高出约8%,该寄存器系统可以自动调整,通常配置为0。

DCORSEL和DCOx值的具体作用可以参考MSP430F5529的数据手册,阅读该手册相关部分可以找到如下表格:

可以见,DCORESL的频率调节范围大致如下:


DCORSEL = 0的调节范围约为0.20~0.70MHZ;  

DCORSEL= 1的调节范围约为0.36~1.47MHZ;  

DCORSEL = 2的调节范围约为0.75~3.17MHZ;  

DCORSEL = 3的调节范围约为1.51~6.07MHZ;  

DCORSEL = 4的调节范围约为3.2~12.3MHZ;  

DCORSEL = 5的调节范围约为6.0~23.7MHZ;  

DCORSEL = 6的调节范围约为10.7~39.7MHZ;  

DCORSEL = 7的调节范围约为19.6~60MHZ。  


理解了上面这些,可以理解TI官方例子中的代码了,官方代码中的相关部分如下:


if (fsystem <= 630)            //           fsystem < 0.63MHz  

  UCSCTL1 = DCORSEL_0;  

else if (fsystem <  1250)      // 0.63MHz < fsystem < 1.25MHz  

  UCSCTL1 = DCORSEL_1;  

else if (fsystem <  2500)      // 1.25MHz < fsystem <  2.5MHz  

  UCSCTL1 = DCORSEL_2;  

else if (fsystem <  5000)      // 2.5MHz  < fsystem <    5MHz  

  UCSCTL1 = DCORSEL_3;  

else if (fsystem <  10000)     // 5MHz    < fsystem <   10MHz  

  UCSCTL1 = DCORSEL_4;  

else if (fsystem <  20000)     // 10MHz   < fsystem <   20MHz  

  UCSCTL1 = DCORSEL_5;  

else if (fsystem <  40000)     // 20MHz   < fsystem <   40MHz  

  UCSCTL1 = DCORSEL_6;  

else  

  UCSCTL1 = DCORSEL_7;  


都在前面讲到的范围内,由于前面的范围有重叠部分,例子代码中的值是TI的工程师根据上面这些参数选取的比较合理的值。

到这里,

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关键字:MSP430  时钟资源  UCS  配置 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/mcu/ic477470.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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