【EEWORLD】救火车和你一起学ARM系列活动之三

救火车

【EEWORLD】救火车和你一起学ARM系列活动之三 [复制链接]

上期回顾：
【EEWORLD】救火车和你一起学ARM系列活动之一——发起活动和组建工作环境
https://bbs.eeworld.com.cn/thread-73857-1-1.html
【EEWORLD】救火车和你一起学ARM系列活动之二——最小系统电路和建立第一个软件工程
https://bbs.eeworld.com.cn/thread-74133-1-1.html



LPC2103系统模块设置
在上一个实验中，我们已经让芯片“跑”起来了。但是它是工作在默认的状态，并没能发挥出芯片的性能。我们在这次活动中，研究一下芯片的系统模块配置，使ARM芯片的性能得到充分的发挥。了解芯片的时钟源，为后续的实验打好基础。所以必须先把系统模块设置搞清楚。


在这次活动中，我们的学习目的：
第一、了解LPC2103芯片的时钟系统。分清晶振频率(FOSC)、处理器时钟(Fcclk)、系统外设时钟(Fpclk)、CCO时钟。
第二、通过对锁相环PLL和VPB分频器的配置，实现我们想要的时钟系统。

我们开始。先看下面的图。

（图一 几种频率的关系。括号里是有关的寄存器名）
PLL锁相环：可以通过PLL升频和增强抗干扰性能。
VPB分频器: 对PLL时钟分频，供给片上外设使用。

区分下面四种时钟频率的概念：
晶振频率(FOSC)：外部晶振的频率，我们的板子焊的是11.0592M的。
处理器时钟(Fcclk)：芯片执行指令的频率。Fcclk = FOSC × PLL倍频。相关寄存器：PLLCFG[4:0]。
VPB时钟(Fpclk)：给片内外设提供的时钟频率。Fpclk=Fcclk/PLL分频。相关寄存器：APBDIV
CCO时钟：不用管它是干什么的。只要把它设置成156MHz~320MHz就行。相关寄存器：PLLCFG[6:5]

下面是IAR5.4和MDK4.2的起动文件的默认配置。

	IAR5.4	MDK3.24
文件名	lpc2xxx_cstartup	Startup.s
版本	Revision: 21638	未标识
PLL 锁相环	未设置 默认值为 PLL倍增器值M=1 PLL分频器值P=1	PLLCFG=0x04; PLL倍增器值M=5 PLL分频器值P=2
VPB 分频器	未设置 默认值为VPB总线时钟为处理器时钟的1/4	未设置 默认值为VPB总线时钟为处理器时钟的1/4

我们发现，IAR的起动文件中没有对PLL进行配置，它是工作在默认配置下，没有倍频。相比之下，MDK的默认配置更能发挥出芯片的性能。MDK启用了PLL，ARM指令工作在5倍于晶振频率。我们现在准备在IAR中把PLL配置成6倍频、VPB  2分频的状态。

PLL配置需要的寄存器如下：
PLLCON：PLL控制寄存器。控制PLL使能和PLL连接的状态。
PLLCFG：PLL配置寄存器。设置PLL倍频和PLL分频。
PLLSTAT：PLL状态寄存器。只读寄存器，读出PLL状态。
PLLFEED：PLL馈送寄存器。将值0xAA、0x55写入PLLFEED，才能使PLLCON和 PLLCFG的配置生效。

VPB配置需要的寄存器
APBDIV：VPB分频器。

计算频率值：
Fosc = 11.0592MHz //外部晶振频率
Fcclk = 11.0592*6 = 66.3552MHz    //必须低于芯片的最高频率70MHz
Fpclk = Fcclk/4 = 16.5888MHz      
Fcco = 66.3552*2*P = 265.4208MHz
//必须在156MHz~320MHz之间

设置过程。
先对PLLCFG设置，PLLCON置成使能，但不连接的状态。等待PLL频率锁定以后，最后把PLL设置成连接入状态，把经过PLL倍增的频率接入，作为系统时钟使用。

下面是程序例子，在main函数中调用。
void Init_VPB_PLL()
{
    //Fosc = 11.0592MHz
    //Fcclk = 11.0592*6 = 66.3552MHz
    //Fcco = 66.3552*2*P =265.4208MHz
    //Fpclk =16.5888MHz
   
   // 配置VPB分频器相关寄存器
    APBDIV = 0x00; // Fcclk * 1/4   


  //配置PLL锁相环相关寄存器
    PLLCFG = 0x25; // 0 01 00101  分频器值(P=2) 倍增器值(M=6)
    PLLCON = 0x01; // PLLE=1 PLL使能 但PLL未连接
    PLLFEED = 0xAA;// 0xAA 和0x55,为固定数据，写入以后。配置才会生效。
    PLLFEED = 0x55;

    while((PLLSTAT&(1<<10))==0);

    PLLCON = 0x03; //PLLE=1 PLLC=1 PLL使能并连接
    PLLFEED = 0xAA;
    PLLFEED = 0x55;
}

下面是main函数调用

PLL说明和设置详细内容请参考如下文档：
user.manual.lpc2101.lpc2102.lpc2103.PDF      46-53（英文原版）      
LPC2101_2102_2103_01-user_cn.PDF             19-24页 （周立功翻译）
ARM嵌入式系统基础教程+周立功 电子文档        158-164页（周立功翻译）
我们把上面程序加入上一个实验的程序中。结果发现，发光二极管闪动明显加快，这就是调置倍频的结果。
图
下期活动内容：
LPC2103 定时器中断。
救火车单片机工作室(http://www.qm999.cn/)为您准备了“百元ARM实验套件”，为参加EEWORLD活动的朋友提供。
　　包括H-JTAG仿真器（并口）、LPC2103核心板、并口延长线1条、USB延长线1条、面包板2块。一共98元（含邮费）。联系QQ：849046309

救火车

与本次活动无关的贴子，请发到别处。

ddllxxrr

不错，顶一下

救火车

关于VPB分频器配置的寄存器名称，在这里说一下，有的资料说是VPBDIV，有的资料说是 APBDIV。。。但是在IAR编译器下，我们经过实验，确定为APBDIV。

sdiven

救火车：
我要一ARM实验套件

救火车

to:  sdiven
    有多种方式可以联系到我，加我QQ或其它方式详谈。。。

hamiltoncai

原帖由 救火车 于 2009-4-1 16:19 发表
关于VPB分频器配置的寄存器名称，在这里说一下，有的资料说是VPBDIV，有的资料说是 APBDIV。。。但是在IAR编译器下，我们经过实验，确定为APBDIV。

这个具体的文档我没看过，但是我觉得寄存器的名字可以改的啊，一般是在类似于cpu.h的文件里面，有个#define APBDIV 0x00001234这样一句话，然后如果改成#define VPBDIV 0x00001234就可以了。其中00001234为这个SFR的地址。跟编译器是没有什么关系的。如果你喜欢，也可以改成#define VAPBDIV 0x00001234的。

hamiltoncai

查了下，地址应该是0xE01F C100

Name：APBDIV
Description：Controls the rate of the APB clock in relation to the processor clock.
Access：R/W
Reset value：0x00
Address：0xE01F C100

yangyang1

顶上几下

gina

/* SCK引脚 */
#define  SPI_SCK                                (0x01 << 4)                                               
#define  SPI_SCK_GPIO()                        PINSEL0 &= ~(0x03 << 8)                        /* 设置 SCK 口为GPIO口 */
#define  SPI_SCK_OUT()                        IODIR |= SPI_SCK                                /* 设置 SCK 口为输出口 */
#define         SPI_SCK_CLR()                        IOCLR = SPI_SCK                                        /* 置 SCK 为低电平 */       

/* MISO 引脚 */       
#define  SPI_MISO                                (0x01 << 5)                                               
#define  SPI_MISO_GPIO()                PINSEL0 &= ~(0x03 << 10)                /* 设置 MISO 口为GPIO口 */
#define  SPI_MISO_OUT()                        IODIR |= SPI_MISO                                /* 设置 MISO 口为输出口 */
#define         SPI_MISO_CLR()                        IOCLR = SPI_MISO                                /* 置 MISO 为低电平 */

/* MOSI 引脚 */       
#define  SPI_MOSI                                (0x01 << 6)
#define  SPI_MOSI_GPIO()                PINSEL0 &= ~(0x03 << 12)                /* 设置 MOSI 口为GPIO口 */
#define  SPI_MOSI_OUT()                        IODIR |= SPI_MOSI                                /* 设置 MOSI 口为输出口 */
#define         SPI_MOSI_CLR()                        IOCLR = SPI_MOSI                                /* 置 MISO 为低电平 */

/* CS 引脚 */               
#define  SPI_CS                              (0x01 << 8)                              
#define  SPI_CS_GPIO()                        PINSEL0 &= ~(0x03 << 16)                 /* 设置 CS 口为GPIO口 */
#define  SPI_CS_OUT()                        IODIR |= SPI_CS;                                 /* 设置 CS 口为输出口 */
#define         SPI_CS_SET()                        IOSET |= SPI_CS;                                /* 置 CS 为高电平 */
#define         SPI_CS_CLR()                        IOCLR |= SPI_CS;                                /* 置 CS 为低电平 */


这个是ZLG的开发板SD卡读写程序，我的开发板不是这样的，CS引脚对应的是P0.20   MOSI引脚对应的是P0.19，SCK引脚对应的是P0.17,MISO引脚对应的是P0.18，请问上面那段代码要如何修改，我刚学，请帮帮我，万分感谢！

救火车

呵呵。事实上，周立功这样的预定义确实让很多人 都感觉摸不着头脑。明明是很简单的端口定义，非要写的这么复杂。。很多大公司都是这样的，，程序写了很多预定义，使用者却找不到怎么用。。你可以直接通过写寄存器的方法对所使用的I/O口进行定义。。比如定义I/O口的方向，而置高低电平的时候，，直接写0  或者1 就可以了。。象对AVR单片机那样操作它。。

weixianming

简单又明了啊  谢谢楼主了

平常心

简单又明了啊  谢谢楼主了

救火车

自己顶一下

sdiven

我也顶一下

ninghuchong

没有相关下载了？

dingfs

这一篇经典
学习了

tnxyl

问一下，为什么我设置完PLL不能锁定频率？
PLLSTAT值一直是0

lkslonglee20092

写有太好了，我正需要学习这个