MSP430 5xx/6xx 以REFO或XT1为时钟源的DCO编程实例

当MSP430 5xx/6xx 系列外部接入32768Hz的低频晶振时，满足不了需要高速运行的应用。所以需要通过MCU内部的DCO(数字控制振荡器)和FLL(锁相环)将低速时钟32768Hz进行倍频，达到需要的目标频率。

DCO是一个集成的数字控制振荡器。DCO频率可以通过软件使用UCSCTL1.DCORSEL、UCSCTL0.DCO和UCSCTL0.MOD位进行调整。DCO频率可由FLL选择性地稳定到FLLREFCLK/n的多个倍频。FLL可以接受由UCSCTL3.SELREF位选择的不同参考时钟源。参考时钟源包括XT1CLK、REFOCLK或XT2CLK（如果可用）。n的值由UCSCTL3.FLLREFDIV位（n=1、2、4、8、12或16）定义。默认值为n=1。在某些情况下，可能不需要或不希望FLL操作；在这些情况下，不需要FLLREFCLK。这可以通过设置UCSCTL3.SELREF={7}来实现。

倍频器（N+1）和分频器值D定义了DCOCLK和DCOCLKDIV频率。倍频器（N+1）可使用UCSCTL2.FLLN位设置，其中N>0。可以使用的最小乘数（N+1）是2。如果无意中写入FLLN=0h，逻辑将导致FLLN=1h。因此，设置FLLN=0h也相当于设置FLLN=1h，并将产生乘2。所有其他FLLN设置的行为如下所述；例如，FLLN=2h导致乘3，或FLLN=3h导致乘4。

DCO频率区间选择参考

当选择适当的DCO频率范围（UCSCTL1.DCORSEL）时，目标DCO频率fDCO应设置为在fDCO（n，0）、MAX≤fDCO≤fDCO（n，31）、MIN范围内，其中：

fDCO（n，0），MAX代表：DCORSEL=n、DCO=0指定的最大频率，

fDCO（n，31）、MIN代表：DCORSEL=n、DCO=31指定的最小频率

 工程介绍: 选择 REFOCLK 作为 DCO 参考时钟源

MCU型号: MSP430F6736A

编译平台: IAR for MSP430 6.40.1

实验项目: UCS时钟系统: 测试 DCO

                 选择 ACLK = REFOCLK = 32768 Hz

                         SMCLK = DCOCLKDIV = 262144 Hz

                         MCLK = DCOCLK = 524288 Hz

               并将 ACLK SMCLK MCLK 输出到外部管脚, 以方便测试验证

#include "msp430.h"

#include "msp430f6736a.h"

// 延时1秒: 延时524288个MCLK时钟周期,因为MCLK=DCOCLK=524288Hz

#define DELAY_1s    __delay_cycles(524288)

void main(void)

{

    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;   // 禁止看门狗

    __bic_SR_register(GIE);     // 禁止所有中断

    // REFOCLK作为DCO输入, 启动DCO

    UCSCTL3 |= SELREF__REFOCLK; // DCO的输入参考时钟源 FLLRef = REFOCLK = 32768 Hz

    __bis_SR_register(SCG0);    // 禁止 FLL 控制

    UCSCTL0 = 0x0000;           // DCO=0, MOD=0

    UCSCTL1 = DCORSEL_0;        // DCO 范围: 0.2MHz - 0.7MHz

    UCSCTL2 = FLLD_1 | 7 ;      // FLLD = 1(fDCO分频系数D = 2), N = 7

                                // fDCOCLK = D * (N + 1) * FLLRef = 2 * (7 + 1) * 32768 = 524288 Hz

                                // fDCOCLKDIV = fDCOCLK / D = 524288 / 2 = 262144 Hz

    __bic_SR_register(SCG0);    // 允许 FLL 控制

    // DCO稳定时间 = UCSCTL3.FLLREFDIV(默认=1) * 32 * 32 个FLLRef周期 = 1 * 32 * 32 / 32768 (s)

    // 因为 MCLK 默认为fDCOCLKDIV, 所以 MCLK = 262144 Hz

    // 所以延时函数__delay_cycles()的参数(主时钟数量) = MCLK * DCO稳定时间 = 262144 * 1 * 32 * 32 / 32768 = 8192

    __delay_cycles(8192);

    // 循环检测 DCO 错误标志, 直至其消除

    do

    {

        UCSCTL7 &= ~(DCOFFG);     // 清除 DCO 错误标志

    } while (UCSCTL7 & DCOFFG);   // 检查 DCO 错误标志

    // ACLK = REFOCLK = 32768 Hz, SMCLK = DCOCLKDIV = 262144 Hz, MCLK = DCOCLK = 524288 Hz

    UCSCTL4 = SELA__REFOCLK | SELS__DCOCLKDIV | SELM__DCOCLK;

    /************************

    * MCU管脚96 : PJ.0 | SMCLK | TDO          包含 SMCLK 外围模块功能

    * MCU管脚97 : PJ.1 | MCLK  | TDI | TCLK   包含 MCLK  外围模块功能

    * MCU管脚99 : PJ.3 | ACLK  | TCK          包含 ACLK  外围模块功能

    * 所以将 PORT J.0 J.1 J.3 的功能选择: 外围模块功能, 所以就可以输出对应的时钟信号

    * PJ.0 功能选择: SMCLK

    * PJ.1 功能选择: MCLK

    * PJ.3 功能选择: ACLK

    ************************/

    PJSEL = BIT3 | BIT1 | BIT0;

    PJDIR = 0xff;   // PJ输出模式

    PJOUT = 0xff;   // PJ输出0xff

    // PORT 3 : P3.7 P3.6 P3.5 P3.4用作流水灯输出, 管脚功能:I/O  模式:输出

    P3SEL = 0;

    P3DIR = 0xf0;

    P3OUT = 0xf0;

    // 流水灯循环间隔时间=1s, 用来指示程序运行状态

    char    LampValue;

    LampValue = 0x10;

    while(1)

    {

        P3OUT = ~LampValue;

        LampValue = LampValue<<1;

        if (LampValue == 0x00) LampValue = 0x10;

        DELAY_1s;

    }

}

工程介绍: 选择 XT1CLK 作为 DCO 参考时钟源

MCU型号: MSP430F6736A

编译平台: IAR for MSP430 6.40.1

实验项目: UCS时钟系统: 测试 DCO

                选择 ACLK = XT1CLK = 32768 Hz

                        SMCLK = DCOCLKDIV = 524288 Hz

                        MCLK = DCOCLK = 2097152 Hz

               并将 ACLK SMCLK MCLK 输出到外部管脚, 以方便测试验证

#include "msp430.h"

#include "msp430f6736a.h"

// 延时1秒: 延时2097152个MCLK时钟周期,因为MCLK=DCOCLK=2097152Hz

#define DELAY_1s    __delay_cycles(2097152)       

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

// 主流程

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

void main(void)

{

    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;             // 禁止看门狗

    __bic_SR_register(GIE);               // 禁止所有中断

    // 初始化XT1, 并使其正常工作

    UCSCTL6 &= ~(XT1OFF+XT1BYPASS+XTS);   // XT1开启 + XT1来源于外部晶体 + XT1低频模式

    UCSCTL6 |= XT1DRIVE_3;                // XT1低频模式的最大驱动能力和最大电流消耗

    UCSCTL6 |= XCAP_3;                    // 负载电容=12pf

    // 循环检测 XT1 错误标志, 直至其消除, XT1正常工作

    do

    {

        UCSCTL7 &= ~XT1LFOFFG;            // 清除 XT1 错误标志

    } while (UCSCTL7 & XT1LFOFFG);        // 检测 XT1 错误标志

    // XT1CLK作为DCO输入, 启动DCO

    UCSCTL3 |= SELREF__XT1CLK;            // DCO的输入参考时钟源 FLLRef = XT1CLK = 32768 Hz

    __bis_SR_register(SCG0);              // 禁止 FLL 控制

    UCSCTL0 = 0x0000;                     // DCO=0, MOD=0

    UCSCTL1 = DCORSEL_1;                  // DCO 范围: 0.36MHz - 1.47MHz

    UCSCTL2 = FLLD_2 | 15 ;               // FLLD = 2(fDCO分频系数D = 4), N = 15

                                          // fDCOCLK = D * (N + 1) * FLLRef = 4 * (15 + 1) * 32768 = 2097152 Hz

                                          // fDCOCLKDIV = fDCOCLK / D = 2097152 / 4 = 524288 Hz

    __bic_SR_register(SCG0);              // 允许 FLL 控制

    // DCO稳定时间 = UCSCTL3.FLLREFDIV(默认=1) * 32 * 32 个FLLRef周期 = 1 * 32 * 32 / 32768 (s)

    // 因为 MCLK 默认为fDCOCLKDIV, 所以 MCLK = 524288 Hz

    // 所以延时函数__delay_cycles()的参数(主时钟数量) = MCLK * DCO稳定时间 = 524288 * 1 * 32 * 32 / 32768 = 16384

    __delay_cycles(16384);

    // 循环检测 DCO 错误标志, 直至其消除

    do

    {

        UCSCTL7 &= ~(DCOFFG);             // 清除 DCO 错误标志

    } while (UCSCTL7 & DCOFFG);           // 检查 DCO 错误标志

    // ACLK = XT1CLK = 32768 Hz, SMCLK = DCOCLKDIV = 524288 Hz, MCLK = DCOCLK = 2097152 Hz

    UCSCTL4 = SELA__XT1CLK | SELS__DCOCLKDIV | SELM__DCOCLK;

    /************************

    * MCU管脚96 : PJ.0 | SMCLK | TDO          包含 SMCLK 外围模块功能

    * MCU管脚97 : PJ.1 | MCLK  | TDI | TCLK   包含 MCLK  外围模块功能

    * MCU管脚99 : PJ.3 | ACLK  | TCK          包含 ACLK  外围模块功能

    * 所以将 PORT J.0 J.1 J.3 的功能选择: 外围模块功能, 所以就可以输出对应的时钟信号

    * PJ.0 功能选择: SMCLK

    * PJ.1 功能选择: MCLK

    * PJ.3 功能选择: ACLK

    ************************/

    PJSEL = BIT3 | BIT1 | BIT0;

    PJDIR = 0xff;   // PJ输出模式

    PJOUT = 0xff;   // PJ输出0xff

    // PORT 3 : P3.7 P3.6 P3.5 P3.4用作流水灯输出, 管脚功能:I/O  模式:输出

    P3SEL = 0;

    P3DIR = 0xf0;

    P3OUT = 0xf0;

    // 流水灯循环间隔时间=1s, 用来指示程序运行状态

    char    LampValue;

    LampValue = 0x10;

    while(1)

    {

        P3OUT = ~LampValue;

        LampValue = LampValue<<1;

        if (LampValue == 0x00) LampValue = 0x10;

        DELAY_1s;

    }

}