MSP430 5438時鐘系統(tǒng)介紹

MSP430系列單片機(jī)基礎(chǔ)時鐘主要是由低頻晶體振蕩器,高頻晶體振蕩器，數(shù)字控制振蕩器(DCO)，鎖頻環(huán)(FLL)及FLL+等模塊構(gòu)成。由于430系列單片機(jī)中的型號不同，而時鐘模塊也將有所不同。雖然不同型號的單片機(jī)的時基模塊有所不同，但這些模塊產(chǎn)生出來的結(jié)果是相同的.在MSP430F13、14中是有TX2振蕩器的，而MSP430F11X,F11X1中是用LFXT1CLK來代替XT2CLK時鐘信號的.在時鐘模塊中有3個(對于F13,F14)時鐘信號源(或2個時鐘信號源，對于F11X、F11X1):

1-LFXT1CLK: 低頻/高頻時鐘源.由外接晶體振蕩器,而無需外接兩個振蕩電容器.較常使用的晶體振蕩器是32768HZ。

2-XT2CLK: 高頻時鐘源.由外接晶體振蕩器。需要外接兩個振蕩電容器，較常用的晶體振蕩器是8MHZ。

3-DCOCLK: 數(shù)字可控制的RC振蕩器。

1-ACLK: 輔助時鐘信號.由圖所示,ACLK是從FLXT1CLK信號由1/2/4/8分頻器分頻后所得到的.由BCSCTL1寄存器設(shè)置DIVA相應(yīng)為來決定分頻因子.ACLK可用于提供CPU外圍功能模塊作時鐘信號使用.

2-MCLK: 主時鐘信號.由圖所示,MCLK是由3個時鐘源所提供的。他們分別是LFXT1CLK,XT2CLK(F13、F14，如果是F11,F11X1則由LFXT1CLK代替)，DCO時鐘源信號提供.MCLK主要用于MCU和相關(guān)系統(tǒng)模塊作時鐘使用。同樣可設(shè)置相關(guān)寄存器來決定分頻因子及相關(guān)的設(shè)置。

3-SMCLK: 子系統(tǒng)時鐘，SMCLK是由2個時鐘源信號所提供.他們分別是XT2CLK(F13、F14)和DCO，如果是F11、F11X1則由LFXT1CLK代替TX2CLK。同樣可設(shè)置相關(guān)寄存器來決定分頻因子及相關(guān)的設(shè)置。

MSP430X1X1系列產(chǎn)品中,其中XT1時鐘源引腳接法有如3種應(yīng)用。F13、14的XT1相同。需要注意的是，LFXT1只有工作在高頻模式下才需要外接電容。

對以引腳較少的MSPX1XX系列產(chǎn)品中有著不同時基模塊,具體如下:

MSP430X11X1:LFXT1CLK , DCO

MSP430F12X: LFXT1CLK , DCO

MSP430F13X/14X/15X/16X:LFXT1CLK , DCO , XT2CLK

MSP430F4XX: LFXT1CLK , DCO , XT2CLK , FLL+

時鐘發(fā)生器的原理說明：問題的提出：1、高頻、以便能對系統(tǒng)硬件請求和事件作出快速響應(yīng) 2、低頻率，以便將電流消耗降制至最少 3、穩(wěn)定的頻率，以滿足定時器的應(yīng)用。 4、低Q值振蕩器，以保證開始或停止操作沒有延時MSP430采用了一個折衷的辦法：就是用一個低頻晶鎮(zhèn)振，將其倍頻在高頻的工作頻率上。一般采用這種技術(shù)的實(shí)用方法有兩種，一個是說、鎖相環(huán)、一個是鎖頻環(huán)，而鎖相環(huán)采用模擬的控制容易引起“失鎖”和易引起電容量的改變。而TI采用的是鎖頻環(huán)技術(shù)，它采用數(shù)字控制器DCO和頻率積分來產(chǎn)生高頻的運(yùn)行時鐘頻率。

低功耗設(shè)置的技巧問題： 1、LPM4：在振蕩器關(guān)閉模式期間，處理機(jī)的所有部件工作停止，此時電流消耗最小。此時只有在系統(tǒng)上電電路檢測到低點(diǎn)電平或任一請求異步響應(yīng)中斷的外部中斷事件時才會從新工作。因此在設(shè)計上應(yīng)含有可能需要用到的外部中斷才采用這種模式。否則發(fā)生不可預(yù)料的結(jié)果。 2、LPM3：在DC發(fā)生器關(guān)閉期間，只有晶振是活動的。但此時設(shè)置的基本時序條件的DC發(fā)生器的DC電流被關(guān)閉。由于此電路的高阻設(shè)計，使功耗被抑制。注：當(dāng)從DC關(guān)閉到啟動DC0要花一端時間(ns-us) 3、LPM2：在此期間，晶鎮(zhèn)振和DC發(fā)生器是工作的，所以可實(shí)現(xiàn)快速啟動。4、LPM1：在此振蕩器已經(jīng)工作，所以不存在啟動時間延時問題。結(jié)合上述特點(diǎn)，在寫程序時要綜合考慮低功好耗特性，對外部事件的安排也很重要。你必須在功能實(shí)現(xiàn)上綜合考慮才能達(dá)到你預(yù)期的效果。使用C語言可用如下的語句：_BIS_SR(LMP3_bits)和_BIC_SR(LPM3 bits) LPM3和LPM3_EXIT 它們的定義是一樣的。這里說明在C語言環(huán)境中有些定義的函數(shù)是不可見的。但你可以從in430.h文件看到它們的定義。

DCOCTL DCO控制寄存器

DCO.2 DCO.1 DCO.0 MOD.4 MOD.3 MOD.2 MOD.1 MOD.0

DCO.0-DCO.4 定義8種頻率之一，可以分段調(diào)節(jié)DCOCLK頻率，相鄰兩種頻率相差10%。而頻率由注入直流發(fā)生器的電流定義。

MOD.0-MOD.4 定義在32個DCO周期中插入的Fdco+1周期個數(shù)，而在下的DCO周期中為Fdco周期，控制改換DCO和DCO+1選擇的兩種頻率。如果DCO常數(shù)為7，表示已經(jīng)選擇最高頻率，此時不能利用MOD.0-MOD.4進(jìn)行頻率調(diào)整。

BCSCTL1 基本時鐘系統(tǒng)控制寄存器1

XT2OFF TXS DIVA.1 DIVA.0 XT5V Rsel.2 Resl.1 Resl.0

XT2OFF 控制XT2振蕩器的開啟與關(guān)閉。

TX2OFF=0，XT2振蕩器開啟。

TX2OFF=1，TX2振蕩器關(guān)閉（默認(rèn)為TX2關(guān)閉）

XTS 控制LFXT1 工作模式，選擇需結(jié)合實(shí)際晶體振蕩器連接情況。

XTS=0，LFXT1 工作在低頻模式（默認(rèn)）。

XTS=1，LFXT1 工作在高頻模式（必須連接有高頻相應(yīng)的高頻時鐘源）。

DIVA.0 DIVA.1 控制ACLK分頻。

0 不分頻（默認(rèn)）

1 2分頻

2 4分頻

3 8分頻

XT5V 此位設(shè)置為0。

Resl1.0，Resl1.1，Resl1.2 三位控制某個內(nèi)部電阻以決定標(biāo)稱頻率。

Resl=0，選擇最低的標(biāo)稱頻率。

……..

Resl=7，選擇最高的標(biāo)稱頻率。

BCSCTL2 基本時鐘系統(tǒng)控制寄存器2

SELM.1 SELM.0 DIVM.1 DIVM.0 SELS DIVS.1 DIVS.0 DCOR

SELM.1 SELM.0 選擇MCLK時鐘源

0 時鐘源為DCOCLK（默認(rèn)）

1 時鐘源為DCOCLK

2 時鐘源為LFXT1CLK（對于MSP430F11/12X），時鐘源為XT2CLK（對于MSP430F13/14/15/16X）；

3 時鐘源為LFTXTICLK。