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MSP430系统时钟详解

作者:佚名   来源:不详   点击数:x  更新时间:2014年08月31日   【字体:

 上电复位后,DCO约为800KHz

 
SP430 系列单片机基础时钟主要是由低频晶体振荡器,高频晶体振荡器,数字控振荡器(DCO),锁频环(FLL)及 FLL+等模块构成。由于 430 系列单片机中的型号不同而时钟模块也将有所不同。虽然不同型号的单片机的时基模块有所不同,但这些模块生出来的结果是相同的.在MSP430F13、 14中是有TX2振荡器的, 而MSP430F11X,F11中是用LFXT1CLK来代替XT2CLK时钟信号的.在时钟模块中有3个(对于F13,F14)时信号源(或 2个时钟信号源,对于F11X、F11X1):  
 
1-LFXT1CLK:  低频/高频时钟源.由外接晶体振荡器,而无需外接两个振荡电容器常使用的晶体振荡器是32768HZ。
 
2-XT2CLK:    高频时钟源.由外接晶体振荡器。需要外接两个振荡电容器,较常的晶体振荡器是 8MHZ。
 
3-DCOCLK:   数字可控制的 RC 振荡器。  
 
 
 
单片机上电默认是DCO时钟。因为只要在正常工作电压内,DOC会提供稳定的时钟源。
 
PUC信号之后,DCOCLK被自动选择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、复位OscOff
 
2、清除OFIFG
 
3、延时等待至少50us
 
4、再次检查OFIFG,如果仍然置位,则重复3、4步骤,直到OFIFG=0为止。
 
 
 
MSP430 单片机时钟模块提供 3个时钟信号输出,以供给片内各部电路使用。  
 
1-ACLK:  辅助时钟信号.由图所示,ACLK 是从 FLXT1CLK 信号由 1/2/4/8 分频器分频后所得到的.由BCSCTL1 寄存器设置DIVA相应为来决定分频因子.ACLK可用于提供CPU外围功能模块作时钟信号使用.  
 
2-MCLK:  主时钟信号.由图所示,MCLK 是由 3 个时钟源所提供的。他们分别是LFXT1CLK,XT2CLK(F13、F14,如果是 F11,F11X1 则由 LFXT1CLK 代替),DCO 时钟源信号提供.MCLK主要用于MCU和相关系统模块作时钟使用。同样可设置相关寄存器来决定分频因子及相关的设置。  
 
3-SMCLK:  子系统时钟,SMCLK 是由 2 个时钟源信号所提供.他们分别是XT2CLK(F13、F14)和DCO,如果是F11、F11X1则由LFXT1CLK代替TX2CLK。同样可设置相关寄存器来决定分频因子及相关的设置。
 
 
 
时钟发生器的原理说明:
 
问题的提出:1、高频、以便能对系统硬件请求和事件作出快速响应
 
            2、低频率,以便将电流消耗降制至最少
 
            3、稳定的频率,以满足定时器的应用。
 
            4、低 Q值振荡器,以保证开始或停止操作没有延时
 
MSP430 采用了一个折衷的办法:就是用一个低频晶镇振,将其倍频在高频的工作频率上。一般采用这种技术的实用方法有两种,一个是说、锁相环、 一个是锁频环,而锁相环采用模拟的控制容易引起“失锁”和易引起电容量的改变。而TI 采用的是锁频环技术,它采用数字控制器DCO和频率积分来产 生高频的运行时钟频率。
 
 
 
低功耗设置的技巧问题:
 
1、LPM4:在振荡器关闭模式期间,处理机的所有部件工作停止,此时电流消 耗最小。此时只有在系统上电电路检测到低点电平或任一请求异步响应中断的外部中断事件时才会从新工作。因此在设计上应含有可能需要用到的外部中断才采用这种模式。否则发生不可预料的结果。
 
2、LPM3:在 DC 发生器关闭期间,只有晶振是活动的。但此时设置的基本时序条件的 DC 发生器的 DC 电流被关闭。由于此电路的高阻设计,使功耗被抑制。注:当从DC关闭到启动DC0要花一端时间  (ns-us)
 
3、LPM2:在此期间,晶镇振和DC发生器是工作的,所以可实现快速启动。
 
4、LPM1:在此振荡器已经工作,所以不存在启动时间延时问题。
 
             
 
结合上述特点,在写程序时要综合考虑低功好耗特性,对外部事件的安排也很重要。必须在功能实现上综合考虑才能达到你预期的效果。使用 C语言可用如下的语句:_BIS_SR(LMP3_bits)和_BIC_SR(LPM3 bits)
 
#include  <msp430x14x.h>
 
#include  "BoardConfig.h"
 
void DelayMs(unsigned int ms)
 
{
 
  unsigned int i;
 
  while(--ms)
 
  {
 
    for(i=110;i>0;--i);
 
  }
 
}
 
void main(void)
 
{
 
  volatile unsigned int i;
 
 
 
  BoardConfig(0xb0);
 
  WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;                 // Stop WDT
 
  P5DIR |= 0x10;                            // P5.4= output direction
 
  P5SEL |= 0x10;                            // P5.4= MCLK option select
 
  BCSCTL1 &= ~XT2OFF;                       // XT2= HF XTAL
 
  P2DIR |= 0xff;
 
 do
 
  {
 
  IFG1 &= ~OFIFG;         // Clear OSCFault flag清振荡器失效标志
 
  for (i = 0xFF; i > 0; i--);       // Time for flag to set
 
  }
 
  while ((IFG1 & OFIFG));     // OSCFault flag still set?用外部时钟速度会快很多
 
  BCSCTL2 |= SELM_2;       // MCLK= XT2 (safe)
 
  for (;;)                    // Do nothing
 
  {
 
    P2OUT = ~P2OUT;
 
    DelayMs(10000);// 用外部时钟速度会快很多
 
  }
 
}

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