锁相环PLL及APBDIV

第十五篇锁相环PLL及APBDIV

关于锁相环的内容早就应该涉及，因为之前的定时器计数周期，和之后的串口波特率、AD转换频率等都与此相关。

锁相环的英文名为：Phase Locked Loop，其实它的作用就是一个倍频器，它把外部晶振频率（Fosc）加倍后得到系统时钟（Fcclk）给CPU使用，即：Fcclk=Fosc*M，这个M值是可设定的，它就是寄存器PLLCFG 的低五位决定，但M值不能随意设定，比如LPC2103的Fcclk不能超过60MHz。

还有一个频率叫Fcco,它是PLL内部的CCO（电流控制振荡器current controlled oscillator）的频率，Fcco=Fcclk*2*P，P由PLLCFG[6:5]决定，我们不要对它有过多注意力，因为外围电路和Fcco无关，CCO 只是为了保证PLL正常工作且在其内部的一个部件（想知道具体机制查相关资料），我们唯一要做的是使Fcco处于正常的范围（LPC2000系列ARM的CCO要求工作在156~320MHz）之内就行了。

还有，Fpclk是我们必须注意的，芯片外设工作于PCLK（APB clock），（APB和AHB是外围电路中的两种总线，AHB速度快，用于VIC；APB用于其它外设：定时器、串口等），PCLK由FCCLK分频得到（通过APB分频器），分频值由寄存器APBDIV[1:0]决定,其它位保留。

上述频率的关系如下图：

下面具体说明程序中应该如何设置这些频率值：

首先说一下这些倍数的配置寄存器：

所谓M由PLLCFG[4:0]决定，并不是二者相等，而是M=PLLCFG[4:0]+1；

还有P=2^PLLCFG[6:5]（2的n次幂）；

还有：

APBDIV[1:0]=00，Fcclk/Fpclk=1/4;

APBDIV[1:0]=01，Fcclk/Fpclk=1;

APBDIV[1:0]=10，Fcclk/Fpclk=1/2;

APBDIV[1:0]=11，保留。

可以看出M只能取1,2,3……31,32这些值；P只能取1,2,4,8这些值；Fcclk/Fpclk只能取1/4,1/2,1这些值。

再次强调各种频率之间关系：Fcclk=Fosc*M，Fcco=Fcclk*2*P，Fcclk由APBDIV决定Fpclk。

还有它们的取值范围：Fcclk要求不超过60MHz，Fcco要求在156~320MHz范围内。

我们先选定一个晶振频率：Options for Target'…'->Target->Xtal(MHz)->11.0592

方法一：PLL的配置稍微有些复杂，简便起见不自己写PLL的配置代码，在启动代码里已经有相应的代码，打开看看，都是用汇编写的，有些复杂，还好，keil提供一个Configuration Wizard配置向导帮我们轻松修改启动代码，见下图：

轻松修改就完成了。

方法二：编写PLL的C程序：

void PLL_Init()

{

PLLCON = 1; //PLL使能

PLLCFG=5-1|1<<5; //M=PLLCFG[4:0]-1,P=2^PLLCFG[6:5]

PLLFEED = 0xaa; //往PLLFEED依次写0xaa和0x55是为了

PLLFEED = 0x55; //向系统申请对PLLCON和PLLCFG的操作被执行

while((PLLSTAT & (1 << 10)) == 0); //等待PLL的频率锁定，PLLSTAT[10]反映频率锁定情况PLLCON = 3; // PLL使能并连接（接入晶振和系统之间）

PLLFEED = 0xaa;

PLLFEED = 0x55;

}

为了通用性更强点，可以这样写：

void PLL_Init(char M,char P)

{

PLLCON = 1; //PLL使能

switch(P)

{ //M=PLLCFG[4:0]-1,P=2^PLLCFG[6:5]

case 1:PLLCFG=M-1|0<<5;break;

case 2:PLLCFG=M-1|1<<5;break;

case 4:PLLCFG=M-1|2<<5;break;

case 8:PLLCFG=M-1|3<<5;break;

default:break;

}

PLLFEED = 0xaa; //往PLLFEED依次写0xaa和0x55是为了

PLLFEED = 0x55; //向系统申请对PLLCON和PLLCFG的操作被执行

while((PLLSTAT & (1 << 10)) == 0); //等待PLL频率锁定，PLLSTAT[10]反映频率锁定情况PLLCON = 3; // PLL使能并连接（接入晶振和系统之间）

PLLFEED = 0xaa;

PLLFEED = 0x55;

}

对APBDIV的配置很简单，直接赋值就行如“APBDIV=0;”(Fcclk/Fpclk=1/4)

注：LPC2000的外围寄存器上电后，其复位值是0，也就是说清0一般可以省略。

KEIL仿真一下看看：

可见，结果正确。