PLL知识简介

//************MC9S12XS128内部锁相环模块PLL************//
MC9S12XS128的时钟和复位发生器（Clocks and Reset Generator，CRG）模块，提供了锁相环（PLL）功能，单片机使用PLL功能能够获得更高的总线频率，这对于需要提高单片机运行速度的应用场合非常必要。

如在智能车系统制作中，特别是使用摄像头作为路径识别传感器的组别，就需要更高的单片机总线工作频率。

内部锁相环（IPLL）具有以下基本特征：
•时钟参考分频器；
•时钟后分频器；
•可配置的内部滤波器（无外部引脚）；
•减少抖动和降低辐射的可选频率调制模块；
•退出或进入锁定条件可产生中断请求；
•自时钟工作模式。

2.6.1 CRG时钟合成寄存器（SYNR）
读：任何时刻；写：除CLKSEL 寄存器中的PLLSEL=1时的任何时刻。

VCOFRQ1，VCOFRQ0：这2位用于确定压控振荡器VCO的增益以获得频率最佳稳定性并锁定。

为了IPLL正常工作，必须根据表2-7中的实际VCO时钟频率配置这2位值。

PLL时钟频率以及由PLL产生的MCU总线时钟频率由下列公式计算：
式中，SYNDIV的值由SYNR寄存器中的BIT5～BIT0确定，REFDIV值由REFDV寄存器中的BIT5～BIT0确定，POSTDIV值由POSTDIV寄存器中的BIT4～BIT0确定
2.6.2 CRG时钟参考分频寄存器（REFDV）
读：任何时刻；写：除CLKSEL 寄存器中的PLLSEL=1时的任何时刻。

REFFRQ1，REFFRQ0：这2位用于配置PLL内部滤波器以获得频率最佳稳定性并锁定。

为了IPLL 正常工作，必须根据表2-8中的实际REF时钟频率设置这2位值。

REFDV5～REFDV0：这6位用于确定前述公式中的REFDV值
2.6.3CRG时钟后分频寄存器（POSTDIV）
读：任何时刻；写：除CLKSEL寄存器中的PLLSEL=1时的任何时刻。

如果POSTDIV=0x00，则fPLL= fVCO。

如果POSTDIV≠0，则PLLCLK频率fPLL和VCOCLK 频率fVCO之间关系由下列公式计算：
fPLL = fVCO/(2×POSTDIV)
POSTDIV4～POSTDIV0：这5位用于确定公式中的POSTDIV值。

2.6.4 CRG标志寄存器（CRGFLG）
读：任何时刻；写：参考每位各自的写条件。

RTIF：实时中断标志位。

在实时时钟周期最后，置位RTIF。

该位通过写1清除，写0无效。

如果CRGINT寄存器中的实时中断使能（RTIE=1），则RTIF置位将产生中断请求。

•0表示未发生RTI超时；
•1表示已发生RTI超时。

PORF：上电复位标志位。

当上电复位发生时，置位PORF。

该位通过写1清除，写0无效。

•0表示上电复位未发生；
•1表示上电复位已发生。

LVRF：低电压复位标志位。

当低电压复位发生时，置位LVRF。

该位通过写1清除，写0无效。

•0表示低电压复位未发生；
•1表示低电压复位已发生。

LOCKIF：IPLL锁定中断标志位。

当LOCK位改变时，置位LOCKIF。

该位通过写1清除，写0无效。

如果CRGINT寄存器中的锁定中断使能（LOCKIE=1），则LOCKIF置位将产生中断请求。

•0表示LOCK位未变化；
•1表示LOCK位已改变。

LOCK：锁定状态位。

该位确定IPLL锁定条件的当前状态。

该位在自时钟模式（SCM）下清除。

该位写操作无效。

•0表示VCOCLK频率和目标频率的误差不在允许范围内；
•1表示VCOCLK频率和目标频率的误差已在允许范围内。

ILAF：非法地址复位标志位。

当非法地址复位发生时，置位ILAF。

该位通过写1清除，写0无效。

•0表示非法地址复位未发生；
•1表示非法地址复位已发生。

SCMIF：自时钟模式中断标志位。

当SCM位改变时，置位SCMIF。

该位通过写1清除，写0无效。

如果CRGINT寄存器中的自时钟模式中断使能（SCMIE=1），则SCMIF置位将产生中断请求。

•0表示SCM位未变化；
•1表示SCM位已改变。

SCM：自时钟模式状态位。

该位反映了MCU当前时钟模式。

该位写操作无效。

•0表示MCU和OSCCLK处于正常工作状态，系统时钟由OSCCLK提供；
•1表示OSCCLK处于非正常工作状态，MCU在自时钟模式下工作，系统时钟频率为PLLCLK 最低频率fSCM。

2.6.5 CRG时钟选择寄存器（CLKSEL）
读：任何时刻；写：参考每位各自的写条件。

以下仅介绍和PLL相关位，其他位请读者参考MC9S12XS128数据手册。

PLLSEL：PLL选择位。

任何时刻可写。

当LOCK=0时，该位写1无效，这能够防止选择不稳定的PLLCLK作为系统时钟。

当MCU进入自时钟模式、停止模式或者PLLWAI置位且进入等待模式时，则PLLSEL位清除。

•0表示系统时钟由OSCCLK分频（fBUS = fOSC/2）；
•1表示系统时钟由PLLCLK分频（fBUS = fPLL/2）。

PLLWAI：等待模式下PLL停止控制位。

任何时刻可写。

如果PLLWAI置位，进入等待模式前，CRG将清除PLLSEL位；在等待模式期间，PLLON位保持置位，但IPLL模块断电。

退出等待模式，如果使用PLL时钟，需要软件置位PLLSEL。

•0表示等待模式下IPLL继续工作；
•1表示等待模式下IPLL停止工作。

2.6.6 CRG IPLL控制寄存器（PLLCTL）
读：任何时刻；写：参考每位各自的写条件。

以下仅介绍和PLL相关位，其他位请读者参考MC9S12XS128数据手册。

CME：时钟监控使能位。

除SCM=1时的任何时刻可写。

•0表示禁止时钟监控功能；
•1表示允许时钟监控功能。

时钟变慢或停止将引起时钟监控复位或自时钟模式。

PLLON：锁相环启动位。

除PLLSEL=1时的任何时刻可写。

PLLON置位启动IPLL电路。

自时钟模式下，启动IPLL，读取PLLON位为最近一次写入值。

•0表示关闭IPLL；
•1表示启动IPLL。

FM1，FM0：IPLL频率调制使能位。

除PLLSEL=1时的任何时刻可写。

这2位允许选择VCOCLK 的附加频率调制模块以降低VCO噪声。

调制频率是fREF除以16。

表2-9列出频率调制幅值选择。

SCME：自时钟模式使能位。

正常模式下可以写一次，特殊模式下任何时刻可写。

当工作在自时钟模式下（SCM=1）时，SCME不能被清除。

•0表示检测到晶振时钟失效，引起时钟监控复位；
•1表示检测到晶振时钟失效，MCU进入自时钟模式。

2.6.7 CRG中断使能寄存器（CRGINT）
读：任何时刻；写：任何时刻。

RTIE：实时中断（RTI）使能位。

该位使能允许RTIF产生中断请求。

•0表示禁止RTI中断请求；
•1表示允许RTIF中断请求。

LOCKIE：锁定中断（LOCKI）使能位。

该位使能允许LOCKIF产生中断请求。

•0表示禁止LOCKI中断请求；
•1表示允许LOCKIF中断请求。

SCMIE：自时钟模式中断（SCMI）使能位。

该位使能允许SCMIF产生中断请求。

•0表示禁止SCMI中断请求；
•1表示允许SCMIF中断请求。