MSP430时钟定性分析-电子工程世界

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1.时钟参数

1.1 宏定义时钟注释

//宏定义外接时钟，设置时钟很重要

#define EXTAL_IN_XT1_HZ ( 32768)

#define EXTAL_IN_XT2_HZ (4000000)

//宏定义内部REFO，VLO时钟频率

#define VLOCLK_FREQUENCY ( 10000)

#define REFOCLK_FREQUENCY ( 32768)

1.2 时钟来源

switch(clk)

{

case CLOCK_XT1 :g_sClock.CLK.nHZ = EXTAL_IN_XT1_HZ;break;

case CLOCK_VLO :g_sClock.CLK.nHZ = VLOCLK_FREQUENCY;break;

case CLOCK_REFO :g_sClock.CLK.nHZ = REFOCLK_FREQUENCY;break;

case CLOCK_DCO :g_sClock.CLK.nHZ = g_sClock.DCO_FLL_Frequency;break;

case CLOCK_DCO_DIV:g_sClock.CLK.nHZ = g_sClock.DCO_FLL_Frequency;break;

case CLOCK_XT2 :g_sClock.CLK.nHZ = EXTAL_IN_XT2_HZ;break;

default :return;

}

1.3 时钟参数介绍

typedef enum

{

CLOCK_XT1, //XT1

CLOCK_VLO, //内部10K

CLOCK_REFO, //内部32768

CLOCK_DCO, //内部DCO,如果使用内部DCO作为时钟的话，需要先调用DCO_PLLConfig设置DCO频率

CLOCK_DCO_DIV, //DCO分频(分频为1且不允许修改，与DCO同频)

CLOCK_XT2, //XT2

}CLOCK_Source; //时钟源

1.4 时钟分表

时钟源时钟频率(HZ) 时钟源时钟频率(Hz)

CLOCK_XT1 32768(32.768k) CLOCK_DCO 自主设置倍频

CLOCK_VLO 10000(10k) CLOCK_DCO_DIV 同CLOCK_DCO

CLOCK_REFO 32768(32.768k) CLOCK_XT2 4000000(4M)

2.频率配置过程

2.1 XT1时钟配置初始化

/*******************************************************************************

* 函数名称：XT1_Config(STATUS status)

* 功能说明：设置是否使能XT1

* 参数说明：STATUS status：是否使能XT1

* 函数返回：无

* 使用示例：XT1_Config(ENABLE); //使能XT1

********************************************************************************/

static inline void XT1_Config(STATUS status)

{

if(status != DISABLE)

{

if(UCS->XT1_OFF == BIT_SET)

{

GPIO_MultiBits_Init(P5,(GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5),GPI|SEL); //选用 XT1 第二功能

UCS->XT1_OFF = RESET ; // 开启 XT1

{

UCS->XT1_LFOFFG = RESET; // 清除XT1,CLOCK_DCO 失效标志

SFRIFG1 &= ~OFIFG; //

}while (UCS->XT1_LFOFFG == BIT_SET); //

}

else

{

UCS->XT1_OFF = BIT_SET ; // 关闭 XT1

}

2.2 XT2时钟配置初始化

/*******************************************************************************

* 函数名称：XT2_Config(STATUS status)

* 功能说明：设置是否使能XT2

* 参数说明：STATUS status：是否使能XT2

* 函数返回：无

* 使用示例：XT2_Config(TRUE); //使能XT2

********************************************************************************/

static inline void XT2_Config(STATUS status)

{

if(status != DISABLE)

{

if(UCS->XT2_OFF == BIT_SET)

{

GPIO_MultiBits_Init(P5,(GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3),GPI|SEL); //选用 CLOCK_XT2 第二功能

UCS->XT2_OFF = RESET; //开启 CLOCK_XT2

{

UCS->XT2_OFFG = RESET;

SFRIFG1 &= ~OFIFG;

}while (UCS->XT2_OFFG == BIT_SET);

}

else

{

UCS->XT2_OFF = BIT_SET ; // 关闭XT2

}

2.3 内部时钟

CLOCK_VLO，CLOCK_REFO为内部时钟源，不需要配置和初始化。

2.4 DCO及DCO_DIV配置过程

由于DCO是可以自主倍频的，倍频函数为CLOCK_DCO_PLLConfig(FLLREF_Source, FLLREF_DIVx, uint32_t DCO_FLL_Fre)，由于DCO_DIV分频为1且不允许修改，即DCO_DIV与DCO同频，下面好好分析一下倍频过程

2.4.1 时钟分频系数，共计6种选择

typedef enum

{

FLLREF_DIV_1 , //不分频

FLLREF_DIV_2 , //二分频

FLLREF_DIV_4 , //四分频

FLLREF_DIV_8 , //八分频

FLLREF_DIV_12 , //十二分频

FLLREF_DIV_16 , //十六分频

}FLLREF_DIVx; //FLL参考时钟分频

2.4.2 参考分频时钟，总计3个

typedef enum

{

FLLREF_XT1 =0u, //32.768k

FLLREF_REFO =2u, //10k

FLLREF_XT2 =5u //4M

}FLLREF_Source; //FLL参考时钟源

2.4.3 倍频函数

/*******************************************************************************

* 函数名称：CLOCK_DCO_PLLConfig(FLLREF_Source refsource, FLLREF_DIVx refdiv, uint32_t DCO_FLL_Fre)

* 功能说明：设置DCO频率，单位（HZ）

* 参数说明：FLLREF_Source refsource :参考时钟源

FLLREF_DIVx refdiv :参考时钟源分频系数

uint32_t DCO_FLL_Fre :DCO设置频率

* 函数返回：无

********************************************************************************/

void CLOCK_DCO_PLLConfig (FLLREF_Source refsource, FLLREF_DIVx refdiv, uint32_t DCO_FLL_Fre)

{

static const uint16_t ref_div_value[6]={1,2,4,8,12,16};

/*根据频率提高内核电压*/

//SetVcoreUp ( (DCO_FLL_Fre < 12MHz) ? 0 : ((DCO_FLL_Fre < 16MHz) ? 1 : ((DCO_FLL_Fre < 20MHz) ? 2 :3))); //设置内核电压

if(DCO_FLL_Fre < 12MHz)

SetVcoreUp (0x00); //设置内核电压

else if(DCO_FLL_Fre < 16MHz)

SetVcoreUp (0x01);

else if(DCO_FLL_Fre < 20MHz)

SetVcoreUp (0x02);

else

SetVcoreUp (0x03);

__bis_SR_register(SCG0); // 禁止倍频环FLL,

UCS->CTL0 = 0x0000; // 清零 DCOx, MODx

if (DCO_FLL_Fre < 0.63MHz) // fsystem < 0.63MHz

UCS->DCORSEL = 0;

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

UCS->DCORSEL = 1;

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

UCS->DCORSEL = 2;

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

UCS->DCORSEL = 3;

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

UCS->DCORSEL = 4;

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

UCS->DCORSEL = 5;

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

UCS->DCORSEL = 6;

else

UCS->DCORSEL = 7;

UCS->FLLREFDIV = refdiv;

UCS->SELREF = refsource;

float Fref_value;

if(refsource == FLLREF_XT2)

{

XT2_Config(TRUE);

Fref_value = (float)((uint32_t)EXTAL_IN_XT2_HZ/ref_div_value[refdiv]);

}

else if(refsource == FLLREF_XT1)

{

XT1_Config(TRUE);

Fref_value = (float)(EXTAL_IN_XT1_HZ/ref_div_value[refdiv]);

}

else if(refsource == FLLREF_REFO)

{

Fref_value = (float)(REFOCLK_FREQUENCY/ref_div_value[refdiv]);

}

uint16_t FLLN_VALUE = (uint16_t)((DCO_FLL_Fre/Fref_value+0.5f)-1u);

ASSERT(FLLN_VALUE < 1024,"CLOCK_DCO_PLLConfig","FLLN_VALUE不允许超过1023，请将DCO频率设低或者更换为更高频率的参考时钟源！"); //不允许超过1023，请将DCO频率设低或者更换为更高频率的参考时钟源

g_sClock.DCO_FLL_Frequency = DCO_FLL_Fre;

UCS->FLLN = FLLN_VALUE; //

UCS->FLLD = 0; //设置DCO分频

__bic_SR_register(SCG0); // 使能FLL

{

UCS->DCO_FFG = RESET; // 清除,CLOCK_DCO 失效标志

SFRIFG1 &= ~OFIFG; // 清除时钟失效标志

}while (UCS->DCO_FFG == BIT_SET); // 检查DCO失效标志

//将使用DCO作为时钟源的时钟频率值修改

if(UCS->SELM == CLOCK_DCO || UCS->SELM == CLOCK_DCO_DIV)

{

CLOCK_DIVx div = (CLOCK_DIVx)UCS->DIVM;

CLOCK_MCLK_Config ((CLOCK_Source)UCS->SELM, div);

}

if(UCS->SELS == CLOCK_DCO || UCS->SELS == CLOCK_DCO_DIV)

{

CLOCK_DIVx div = (CLOCK_DIVx)UCS->DIVS;

CLOCK_SMCLK_Config((CLOCK_Source)UCS->SELS, div);

}

if(UCS->SELA == CLOCK_DCO || UCS->SELA == CLOCK_DCO_DIV)

{

CLOCK_DIVx div = (CLOCK_DIVx)UCS->DIVA;

CLOCK_ACLK_Config ((CLOCK_Source)UCS->SELS, div);

}

2.5 通过案例分析总结关键步骤

使用示例：

CLOCK_DCO_PLLConfig(FLLREF_REFO, FLLREF_DIV_1, 16MHZ);

//设置DCO倍频环以REFO的一分频作为参考时钟源，倍频到16MHZ

1. 传入参数，分别传入参考时钟源FLLREF_REFO，分频系数FLLREF_DIV_1，所要倍频数

2. 根据时钟源选择内核电压，这里SetVcoreUp (0x02); UCS->DCORSEL = 5;

3. 确定时钟来源，计算参考频率，这里 Fref_value = 32768

4. 确定锁相环PLLN_VALUE值，这里PLLN_VALUE=487

5. 更新配置参数得到所要时钟频率

2.6 内核电压设置函数

/*******************************************************************************

函数功能：设置内核电压值（与频率设置有关）

函数参数：u8 level ：电压阶梯小于3

********************************************************************************/

void SetVcoreUp (uint8_t level)

{

#if 1 //仿真时修改为0，否则会卡在死循环里

// Open PMM registers for write

PMMCTL0_H = PMMPW_H;

// Set SVS/SVM high side new level

SVSMHCTL = SVSHE + SVSHRVL0 * level + SVMHE + SVSMHRRL0 * level;

// Set SVM low side to new level

SVSMLCTL = SVSLE + SVMLE + SVSMLRRL0 * level;

// Wait till SVM is settled

uint16_t i=50000;

while (((PMMIFG & SVSMLDLYIFG) == 0)&&((i--)>0));

// Clear already set flags

PMMIFG &= ~(SVMLVLRIFG + SVMLIFG);

// Set VCore to new level

PMMCTL0_L = PMMCOREV0 * level;

// Wait till new level reached

i =50000;

if ((PMMIFG & SVMLIFG))

while(((PMMIFG & SVMLVLRIFG) == 0)&&((i--)>0));

if ((PMMIFG & SVMLIFG))

while ((PMMIFG & SVMLVLRIFG) == 0);

// Set SVS/SVM low side to new level

SVSMLCTL = SVSLE + SVSLRVL0 * level + SVMLE + SVSMLRRL0 * level;

// Lock PMM registers for write access

PMMCTL0_H = 0x00;

#endif

}

3.各时钟输出

#define MCLK_OUT() GPIO_Init(P7,7,GPO | SEL) //主时钟输出, P7.7

#define SMCLK_OUT() GPIO_Init(P2,2,GPO | SEL) //子系统时钟输出P2.2

#define ACLK_OUT() GPIO_Init(P1,0,GPO | SEL) //辅助时钟输出 P1.0

#define CLOCK_OUT()

3.1 设置主时钟源

/*************************************************************************

* 函数名称：CLOCK_MCLK_Config (CLOCK_Source mclk , CLOCK_DIVx mclk_div)

* 功能说明：设置主时钟源及分频

* 参数说明：CLOCK_Source mclk :主时钟时钟源

CLOCK_DIVx mclk_div :主时钟分频系数

* 函数返回：无

* 使用示例：CLOCK_MCLK_Config (CLOCK_DCO , DIV_1); //主时钟使用DCO作为时钟源，分频系数为1（不分频）

*************************************************************************/

---------------------

作者：klaus_x

来源：CSDN

原文：https://blog.csdn.net/klaus_x/article/details/81039706

void CLOCK_MCLK_Config (CLOCK_Source mclk , CLOCK_DIVx mclk_div)

{

if(mclk == CLOCK_XT2)

{

XT2_Config(TRUE);

}

else if(mclk == CLOCK_XT1)

{

XT1_Config(TRUE);

}

UCS->SELM = mclk; //选择DCO作为时钟源

UCS->DIVM = mclk_div;

switch(mclk)

{

case CLOCK_XT1 :g_sClock.MCLK.nHZ = EXTAL_IN_XT1_HZ;break;

case CLOCK_VLO :g_sClock.MCLK.nHZ = VLOCLK_FREQUENCY;break;

case CLOCK_REFO :g_sClock.MCLK.nHZ = REFOCLK_FREQUENCY;break;

case CLOCK_DCO :g_sClock.MCLK.nHZ = g_sClock.DCO_FLL_Frequency;break;

case CLOCK_DCO_DIV:g_sClock.MCLK.nHZ = g_sClock.DCO_FLL_Frequency;break;

case CLOCK_XT2 :g_sClock.MCLK.nHZ = EXTAL_IN_XT2_HZ;break;

default :return;

}

g_sClock.MCLK.nHZ >>= mclk_div;

g_sClock.MCLK.nKHZ = g_sClock.MCLK.nHZ/1000u;

g_sClock.MCLK.fMHZ = g_sClock.MCLK.nHZ/1000000.0;

}

3.2 设置系统时钟源

/*************************************************************************

* 函数名称：CLOCK_SMCLK_Config (CLOCK_Source smclk, CLOCK_DIVx smclk_div)

* 功能说明：设置系统时钟源及分频

* 参数说明：CLOCK_Source smclk :系统时钟时钟源

CLOCK_DIVx smclk_div :系统时钟分频系数

* 函数返回：无

* 使用示例：CLOCK_SMCLK_Config (CLOCK_DCO , DIV_2); //系统时钟使用DCO作为时钟源，分频系数为2（二分频）

*************************************************************************/

void CLOCK_SMCLK_Config (CLOCK_Source smclk, CLOCK_DIVx smclk_div)

{

if(smclk == CLOCK_XT2)

{

XT2_Config(TRUE);

}

else if(smclk == CLOCK_XT1)

{

XT1_Config(TRUE);

}

UCS->SELS = smclk;//选择smclk时钟源

UCS->DIVS = smclk_div;

switch(smclk)

{

case CLOCK_XT1 :g_sClock.SMCLK.nHZ = EXTAL_IN_XT1_HZ;break;

case CLOCK_VLO :g_sClock.SMCLK.nHZ = VLOCLK_FREQUENCY;break;

case CLOCK_REFO :g_sClock.SMCLK.nHZ = REFOCLK_FREQUENCY;break;

case CLOCK_DCO :g_sClock.SMCLK.nHZ = g_sClock.DCO_FLL_Frequency;break;

case CLOCK_DCO_DIV:g_sClock.SMCLK.nHZ = g_sClock.DCO_FLL_Frequency;break;

case CLOCK_XT2 :g_sClock.SMCLK.nHZ = EXTAL_IN_XT2_HZ;break;

default :return;

}

g_sClock.SMCLK.nHZ >>= smclk_div;

g_sClock.SMCLK.nKHZ = g_sClock.SMCLK.nHZ/1000u;;

g_sClock.SMCLK.fMHZ = g_sClock.SMCLK.nHZ/1000000.0;

}

3.3 设置辅助时钟源

/*************************************************************************

* 函数名称：CLOCK_ACLK_Config (CLOCK_Source aclk , CLOCK_DIVx aclk_div)

* 功能说明：设置辅助时钟源及分频

* 参数说明：CLOCK_Source aclk :辅助时钟时钟源

CLOCK_DIVx aclk_div :辅助时钟分频系数

* 函数返回：无

* 使用示例：CLOCK_ACLK_Config (XT! , DIV_4); //辅助时钟使用XT1作为时钟源，分频系数为4（四分频）

*************************************************************************/

void CLOCK_ACLK_Config (CLOCK_Source aclk , CLOCK_DIVx aclk_div)

{

if(aclk == CLOCK_XT2)

{

XT2_Config(TRUE);

}

else if(aclk == CLOCK_XT1)

{

XT1_Config(TRUE);

}

UCS->SELA = aclk;//选择时钟源

UCS->DIVA = aclk_div; //设置分频系数为0

switch(aclk)

{

case CLOCK_XT1 :g_sClock.ACLK.nHZ = EXTAL_IN_XT1_HZ;break;

case CLOCK_VLO :g_sClock.ACLK.nHZ = VLOCLK_FREQUENCY;break;

case CLOCK_REFO :g_sClock.ACLK.nHZ = REFOCLK_FREQUENCY;break;

case CLOCK_DCO :g_sClock.ACLK.nHZ = g_sClock.DCO_FLL_Frequency;break;

case CLOCK_DCO_DIV:g_sClock.ACLK.nHZ = g_sClock.DCO_FLL_Frequency;break;

case CLOCK_XT2 :g_sClock.ACLK.nHZ = EXTAL_IN_XT2_HZ;break;

default :return;

}

g_sClock.ACLK.nHZ >>= aclk_div;

g_sClock.ACLK.nKHZ = g_sClock.ACLK.nHZ/1000u;;

g_sClock.ACLK.fMHZ = g_sClock.ACLK.nHZ/1000000.0;

}

4.更改时钟来源操作

具体路径请改变msp430f5529_system.h里面的宏定义修改时钟源及时钟分频

//宏定义初始化时钟频率及时钟源

#define FLL_REF FLLREF_REFO //FLL参考时钟源

#define FLLREF_DIV FLLREF_DIV_1 //FLL参考时钟分频系数

#define DCO_CLK_HZ 25MHZ //DCO时钟频率

//主时钟设置

#define MCLK_SOURCE CLOCK_DCO //主时钟时钟源

#define MCLK_DIV CLOCK_DIV_1 //主时钟时钟分频系数

//系统时钟设置

#define SMCLK_SOURCE CLOCK_XT2 //系统时钟时钟源

#define SMCLK_DIV CLOCK_DIV_1 //系统时钟分频系数

//辅助时钟设置

#define ACLK_SOURCE CLOCK_REFO //辅助时钟时钟源

#define ACLK_DIV CLOCK_DIV_1 //辅助时钟分频系数

5.时钟图

关键字：MSP430 时钟定性分析引用地址：MSP430时钟定性分析

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