MSP430F169单片机编程基础——（二）基本时钟系统

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MSP430F169单片机编程基础——（二）基本时钟系统 [复制链接]

二、 基本时钟系统

    Basic Clock System

    MSP430F169单片机的基本时钟系统由高速晶体震荡器，低速晶体震荡器，数字控制震荡器等部件构成。各个震荡器产生的时钟信号可以通过软件的设置分配到 ACLK，MCLK，SMCLK三路重要的时钟信号通道上。

    一般来说，单片机的时钟系统必须满足下列要求

    ■ 高频率，用来系统硬件需求，运算和外部事件的快速响应。
    ■ 低频率，用于降低系统的电流消耗。

    ■ 稳定的频率，以满足定时的需要，例如RTC 实时时钟。

    注意：下面基本时钟系统所提及的寄存器，控制方式等只适用于MSP430F169单片机。

时钟源概述

基本时钟模块包括 3个时钟输入源：

1. LFXT1CLK

默认工作在低频模式(32.768kHz)手表晶振

也可以通过外接450kHz～8MHz的高速晶体振荡器或谐振器工作在高频模式。

2. XT2CLK

可选择的高频振荡器，可以通过标准的晶体振荡器、谐振器或外接 450kHz～8MHz的时钟源工作。

3. DCOCLK

内部数控RC 振荡器。

时钟信号概述

通过这些基本的时钟模块，我们可以得到3个有用的时钟信号：

1. ACLK辅助时钟（Auxillary Clock）

ACLK是LFXT1CLK时钟源经1、2、4、8分频后得到的。

ACLK可由软件选择作为各个外围模块的时钟信号，一般用于低速外设。

2. MCLK主系统时钟（Main System Clock）

MCLK可由软件选择来自LFXT1CLK、XT2CLK、DCOCLK三者之一，然后经 1、2、4、8分频。

MCLK通常用于 CPU运行，程序的执行和其他使用到高速时钟的模块。

3. SMCLK子系统时钟（Sub System Clock）

SMCLK可由软件选择来自XT2CLK或DCOCLK，然后经 1、2 、4、8分频。

SMCLK通常用于高速外围模块。

时钟源

1. 低速晶体震荡器（LFXT1）

手表晶振(32.768kHz)经过XIN和XOUT引脚直接连接到单片机，不需要其他外部器件 （内部有 12pF的负载电容）。此时LFXT1振荡器工作于低频模式（XTS=0） 。

如果单片机外接高速晶体振荡器或谐振器时，OSCOFF=0 可使 LFXT1 振荡器工作于高频模式（XTS=1） 。此时高速晶体振荡器或谐振器经过 XIN和 XOUT引脚连接，并且需要外接电容，电容的大小根据晶体振荡器或谐振器的特性来选择。

如果LFXT1CLK信号没有用作SMCLK或 MCLK信号，可用软件将 OSCOFF=1以禁止 LFXT1工作以减少单片机耗电。

2. 高速晶体震荡器

XT2 振荡器产生 XT2CLK 时钟信号，它的工作特性与 LFXT1 振荡器工作在高频模式时类似。如果XT2CLK没有用作MCLK和SMCLK时钟信号，可用控制位 XT2OFF 禁止 XT2振荡器。

3. 数控震荡器

单片机的XT2振荡器产生的时钟信号可以经过 1、2、4、8分频后当作系统主时钟 MCLK。当振荡器失效时，DCO振荡器会被自动选为MCLK的时钟源。

DCO 振荡器的频率可由软件对 DCOx、MODx 和 RSELx 位的设置来调整。当 DCOCLK 信号没有用作SMCLK和MCLK时钟信号时，可以用控制位 SCG0禁止直流发生器。

在 PUC 信号之后，DCOCLK 被自动选作 MCLK 时钟信号，根据需要，MCLK 的时钟源可以另外设置为LFXT1或者XT2。设置顺序如下：

    (1) 让OSCOFF=1

    (2) 让OFIFG=0

    (3) 延时等待至少50us

    (4) 再次检查 OFIFG，如果OFIFG=1，重复(3)、(4)步骤，直到 OFIFG＝0为止。

基本时钟寄存器

MSP4630F169单片机的基本时钟系统寄存器

寄存器名称	寄存器缩写
DCO控制寄存器	DCOCTL
基本时钟系统控制寄存器1	BCSCTL1
基本时钟系统控制寄存器2	BCSCTL2

(一) DCOCTL DCO控制寄存器

DCOx： DCO频率选择

    用来选择8种频率，可分段进行调节 DCOCLK频率。该频率是建立在RSELx选定的频段上。

MODx：DAC 调制器设定

    控制切换DCOx和DCOx+1选择的两种频率，来微调 DCO的输出频率。

    如果DCOx 常数是7，表示已经选择最高频率，此时MODx 失效，不能用来进行频率调整。

(二) BCSCTL1 基本时钟系统控制寄存器 1

XT2OFF：XT2高速晶振控制

    此位用于控制 XT2振荡器的开启与关闭。

    0： XT2高速晶振开

    1： XT2高速晶振关

XTS：LFXT1高速/低速模式选择

    0： LFXT1工作在低速晶振模式（默认）

    1： LFXT1工作在高速晶振模式

DIVAx：ACLK分频选择

    0： 不分频

    1： 2分频

    2： 4分频

    3： 8分频

XT5V：不使用

    通常此位复位XT5V=0

RSELx：DCO震荡器的频段选择

    该3位控制某个内部电阻以决定标称频率。

    0： 选择最低的标称频率

    ......

    7： 选择最高的标称频率

(三) BCSCTL2 基本时钟系统控制寄存器 2

SELMx：选择MCLK时钟源

    0： MCLK时钟源为DCOCLK（默认）

    1： MCLK时钟源为DCOCLK

    2： MCLK时钟源为XT2CLK

    3： MCLK时钟源为LFXT1CLK

DIVMx：选择MCLK分频

    0： 不分频（默认）

    1： 2分频

    2： 4分频

    3： 8分频

SELS：选择SMCLK时钟源

    0： SMCLK时钟源为DCOCLK（默认）

    1： SMCLK时钟源为XT2CLK

DIVSx：选择SMCLK分频

    0： 不分频（默认）

    1： 2分频

    2： 4分频

    3： 8分频

DCOR：选择DCO震荡电阻

    0： 内部电阻

    1： 外部电阻

基本时钟范例

// 设ACLK＝MCLK＝LFXT1＝HF，将MCLK通过P5.4输出

#include

void main(void)

{

  unsigned int i;

  WDCTL = WDTPW + WDTHOLD;     // 停看门狗

  P5DIR |= 0x10;         // P5.4设置为输出状态 （00010000B）

  P5SEL |= 0x10;         // P5.4设置为第二功能口（00010000B），即MCLK

  BCSCTL1 |= XTS;         // ACLK ＝ LFXT1 ＝ HF模式 （can't understand it）

  do

  {

    IFG1 &= ~OFIFG;        // 清除振荡器失效标志，~ 为按位取反

    for(i = 0Xff;i > 0;i--);   // 从0加到256，软件延时，稳定时间

  }

  while((IFG1 & OFIFG) != 0);   // 如果振荡器失效标志存在  （can't understand it）

  BCSCTL2 |= SELM1 + SELM0;     // MCLK ＝ LFXT1  （can't understand it）

  While(1){_NOP();}    （can't understand it）

}

// 时钟设置函数

// 系统时钟设定

// DCO设置为 3030KHz

// ACLK 为 LFXT1(低频模式)

// MCLK 为 XT2CLK

// SMLCK为XT2CLK

void BCSInit (void)   （can't understand it）

{

  DCOCTL  = 0x60 + 0x00;

  BCSCTL1 = DIVA_0 + 0x07;

  BCSCTL2 = SELM_2 + DIVM_0 + SELS + DIVS_0;

}