MSO430F6638系统时钟与控制

UCSCTL7 标准时钟系统控制寄存器7
15 14 13 12 11 10 9 8
保留
7
6 保留
5
4 保留
3
2
1
0
DCO FFG
XT2O XT1LF XT1HF FFG OFFG OFFG
XT2晶振失效标志位。如果该位置位，那么OFIFG也置位。只要XT2 失效条件存在，XT2OFFG标志位就会置位。XT2OFFG可以通过软件清零。
VLOCLK、DCOCLK、DCOCLKDIV、XT2CLK（由具体器件决定，不是 所有MSP430单片机都有的）这几个时钟源之一。然后经1、2、4、8、16、 32分频得到。ACLK可由软件选作各个外设模块的时钟信号，一般用于低 速外设模块。
MCLK 系统主时钟： MCLK可由软件选择来自上述5种时钟源，同
样可经过分频得到。MCLK主要用于CPU和系统。
SMCLK 子系统时钟：可由软件选择来自上述5种时钟源，同样可
经过分频得到。 SMCLK可由软件选作各个外设模块的时钟信号，主要用 于高速外设模块。
模块振荡器（MODOSC）
UCS模块还有一个内部的振荡器（MODOSC）。它主要 给FLASH模块控制器或其他任意需要的模块提供时钟。 MODOSC产生时钟信号MODCLK。 例：ADC12_A可以选择使用MODOSC作为转换时钟 源，用户选择ADC12OSC作为转换时钟源时，ADC12OSC 就来自MODOSC。
0： 最近一次复位后没有失效条件产生； 1： XT1失效。最近一次复位之后出现失效条件。
UCSCTL7 标准时钟系统控制寄存器7
15 14 13 12 11 10 9 8
保留
7
6 保留
5
4 保留
3
2
1
0
DCO FFG
XT2O XT1HF XT1LF FFG OFFG OFFG
DCO失效标志位。如果该位置位，那么OFIFG也置位。如果DCO={0}或者
0： 最近一次复位后没有失效条件产生； 1： XT2失效。最近一次复位之后出现失效条件。
UCSCTL7 标准时钟系统控制寄存器7
15 14 13 12 11 10 9 8
保留
7
6 保留
5
4 保留
3
2
1
0
DCO FFG
XT2O XT1HF XT1LF FFG OFFG OFFG
XT1晶振失效标志位。如果该位置位(高频模式），那么OFIFG也置位。只要XT1 失效条件存在，XT1HFOFFG标志位就会置位。XT1HFOFFG可以通过软件清零。
一、XT1 振荡器
XT1工作在低频（LF）模式时（XTS=0），提供支持 32768HZ时钟的超低功耗模式。晶振只需经过XIN和 XOUT两个引脚连接，不需要其他外部器件，所有保证工 作稳定的元件和移相电容都集成在芯片中。 在一些设备中当XT1选择高频（HF）模式时（XTS=1） 也支持高频晶振或者振荡器。高频晶振或谐振器连接到 XIN和XOUT引脚，需要在两个端口配置电容。
各位定义如下：
DCORSEL: Bits 6~4,DCO 频率范围选择，可以调整频率的大致范围 。 保留
7 保留 6 5 DCORSEL 4 3 保留 2 保留 1 保留 0
DISMOD
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9
8
DCO模块操作
DCO频率的调节
5、UCSCTL4标准时钟系统控制寄存器4
各位定义如下：
• (1)RST/NMI管脚功能被设置为复位功能;
• (2)所有I/O管脚被设置为输入; • (3)外围模块被初始化，其寄存器值为相关手册上 的默认值; • (4)状态寄存器SR复位;
• (5)看门狗激活，进入工作模式（注意和其它单片 机区别，其它是默认看门狗关闭状态）; • (6)程序计数器PC载入0xFFFE处的地址，微处理 器从此地址开始执行程序。
• 引起的原因： 监测电压，当超出范围，则引起BOR为高 当此信号为高时，进行复位操作：状态寄存 器复位，PC=0xfffe，全部外设有关的寄存器复位。
上电复位信号（POR）：又称硬件复位信号 • 引起的原因： 1、单片机上电 2、RST/NMI管脚上产生低电平时系统复位（由 BOR复位引起）
系统复位(指POR)后的状态为：
15 14 13 保留 12 11 10 9 SELA 8
7 6 5 4 3 2 1 0 SELA ：bits10~8，选择 ACLK的时钟源。 SELS SELM 保留 保留 000 XT1CLK 001 VLOCLK 010 REFOCLK 011 DCOCLK 100 DCOCLKDIV 101 XT2CLK 如果XT2CLK不可用，默认DCOCLKDIV 110 保留，默认XT2CLK（如果可用），否则默认DCOCLKDIV 111 保留，默认XT2CLK（如果可用），否则默认DCOCLKDIV
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9
时钟系统模块设计要求（1/1）
为适应系统和具体应用需求，单片机的系统时钟必须满足 以下不同要求： 高频率。用于对系统硬件需求和外部事件快速反应； 低频率。用于降低电流消耗； 稳定的频率。以满足定时应用，如实时时钟RTC；
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2
3.1.1 系统复位
复位信号：
♣ 掉电复位信号（BOR) ♣ 上电复位信号（PUR)
♣ 上电清零信号（PUC)
每个复位信号将产生 不同的系统初始状态
掉电复位信号（BOR）
二、XT2 振荡器（由具体器件决定，不是所有 MSP430单片机都有的）
一般称之为第二振荡器XT2，它产生时钟信号XT2CLK， 它的工作特性与XTl振荡器工作在高频模式时类似。 系统频率和系统的工作电压密切相关，某些应用需要较 高的工作电压，所以也需要系统提供相应较高的频率。
三、低功耗低频内部振荡器（VLO）
VLOCLK 低功耗低频内部时钟源：典型值为10KHZ；
REFOCLK 低频修整内部参考时钟源：典型值为 32768Hz，作为FLL基准时钟源； DCOCLK 片内数字控制时钟源：通过FLL模块来稳定。
基础时钟模块可提供3种时钟信号： ACLK 辅助时钟：ACLK可由软件选择来自XT1CLK、REFOCLK、
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0
OFIFG
晶振失效标志位
故障安全逻辑操作（2/2）
晶振故障逻辑
MSP430X5XX / 6XX时钟模块寄存器
1、UCSCTL0标准时钟系统控制寄存器0 2、UCSCTL1标准时钟系统控制寄存器1 3、UCSCTL2标准时钟系统控制寄存器2 4、UCSCTL3标准时钟系统控制寄存器3 5、UCSCTL4标准时钟系统控制寄存器4 6、UCSCTL5标准时钟系统控制寄存器5 7、UCSCTL6标准时钟系统控制寄存器6 8、UCSCTL7标准时钟系统控制寄存器7 9、UCSCTL8标准时钟系统控制寄存器8 10、UCSCTL9标准时钟系统控制寄存器9
故障安全逻辑操作（1/2）
时钟系统模块包含有晶振故障保护的功能。这个功能可以 检测XT1、XT2、DCO的振荡器故障。 当晶体振荡器启用后，没有正常工作时，则相应的故障标 志位XT1LFOFFG、XT1HFOFFG、XT2OFFG将被置位。 如下图所示，可检测的故障有：

XT1的LF模式下低频晶振故障（XT1LFOFFG） XT1的HF模式下高频晶振故障（XT1HFOFFG） XT2高频晶振故障（XT2OFFG） DCO故障标志(DCOFFG)
五、片内数字控制振荡器（DCO）
DCO振荡器是一个可数字控制的RC振荡器，它的频率随 供电电压、环境温度变化而具有一定的不稳定性。 DCO频率可以通过选择FLL的频率（FLLRENCLK/n）来 增强振荡频率的稳定性。
从上图可以看出，MSP430F5XX / 6XX时钟模块有 5 个时 钟输入源： XT1CLK 低频或高频时钟源：可以使用标准晶振，振荡 器或者外部时钟源输入4MHz～32MHz。XT1CLK可以作为 内部FLL模块的参考时钟。 XT2CLK 高频时钟源：可以使用标准晶振，振荡器或者 外部时钟源输入4MHz～32MHz。
2、系统时钟与控制（3.1）
♣ 复位系统 ♣ 基础时钟系统
• 1. MSP430 CPU有多少种类型的指令 : (a) 27种内核指令 (b) 20种内核指令和14种仿真指令 (c) 27种内核指令和24种仿真指令 (d) 24种内核指令 • 2. MSP430 RISC型CPU是指: (a) 基于精简指令集 (b) 基于纯模式匹配和指令的缺省 (c) 基于复杂指令集 (d) 不需要外设连接的CPU

XT1的LF模式下低频晶振故障（XT1LFOFFG） XT1的HF模式下高频晶振故障（XT1HFOFFG） XT2高频晶振故障（XT2OFFG） DCO故障标志(DCOFFG)
上述任何一个失效标志位置位，都会引起晶振失效中 断标志位OFIFG置位。
SFRIFG1寄存器
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低Q值振荡器。用于保证开始及停止操作最小时间延迟。
外部高频 （XT2) 外部低频 (LFXT1） 数字控制 RC 振荡器 （DCO)
MSP430X5XX / 6XX系列时钟系统模块
五个时钟输入源振荡器模块，包括：
XT1 振荡器
XT2 振荡器（由具体器件决定，不是所有MSP430单片 机都有的） 低功耗低频内部振荡器（VLO） 低频修整内部参考振荡器（REFO） 片内数字控制振荡器（DCO）
0： 最近一次复位后没有失效条件产生； 1： XT1失效。最近一次复位之后出现失效条件。
UCSCTL7 标准时钟系统控制寄存器7
15 14 13 12 11 10 9 8
保留
7
6 保留
5
4 保留
3
2
1
0
DCO FFG
XT2O XT1HF XT1LF FFG OFFG OFFG
XT1晶振失效标志位。如果该位置位(低频模式），那么OFIFG也置位。只要XT1 失效条件存在，XT1LFOFFG标志位就会置位。XT1LFOFFG可以通过软件清零。
DCO={31}，DCOFFG标志位就会置位。DCOFFG可以通过软件清零。
0： 最近一次复位后没有失效条件产生； 1： DCO失效。最近一次复位之后出现失效条件。
故障安全逻辑操作1/2）
时钟系统模块包含有晶振故障保护的功能。这个功能可以 检测XT1、XT2、DCO的振荡器故障。 当晶体振荡器启用后，没有正常工作时，则相应的故障标 志位XT1LFOFFG、XT1HFOFFG、XT2OFFG将被置位。 如下图所示，可检测的故障有：
低频低功耗内部振荡器 (VLO)能够提供典型10kHz的振 荡频率（具体参数见数据手册），而不需要外接任何晶振。 VLO可以对时钟精确要求不高的的应用提供低成本和超 低功耗的时钟源。
四、低频修整内部参考振荡器（REFO）
REFO可以产生一个比较稳定的频率，其典型值为 32768Hz，它可以用作FLLREFCLK。 低频修整内部参考振荡器（REFO）可以在没有外部晶 振，对成本又比较敏感的场合得到很好的应用。
上电清除信号（PUC） • 引起的原因： 1、软件操作 2、由POR复位引起
当此信号为高时，进行复位操作：状态寄存器 复位，PC=0xfffe，部分外设有关的寄存器复位。
3.1.2 MSP430基础时钟模块
• 时钟系统模块设计要求 • MSP430X5XX / 6XX系列时钟系统模块 • 五个时钟输入源振荡器模块 • 外设模块请求时钟系统（低功耗运行模式下） • 模块振荡器（MODOSC） • 故障安全逻辑操作
• 时钟模块应用举例（MSP430F5XX / 6XX）
• 时钟模块库函数
• 1. MSP430 CPU有多少种类型的指令 : (a) 27种内核指令 (b) 20种内核指令和14种仿真指令 (c) 27种内核指令和24种仿真指令 (d) 24种内核指令 • 2. MSP430 RISC型CPU是指: (a) 基于精简指令集 (b) 基于纯模式匹配和指令的缺省 (c) 基于复杂指令集 (d) 不需要外设连接的CPU
DCO: Bits 12~8,DCO 频率阶梯选择,确定DCO频率的大致范围 。 1、UCSCTL0 标准时钟系统控制寄存器 0 注意：在锁相环(FLL)工作时，这些位自动修正。 各位定义如下：
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7
14 保留
6
13
5 MOD
12
4
11
3
10 DCO
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1 保留
8
0
2、UCSCTL0标准时钟系统控制寄存器1