微机原理-系统时钟与控制

3.1.2 MSP430基础时钟模块
• 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
➢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。
DCO模块操作
DCO频率的调节
MSP430X5XX / 6XX时钟模块寄存器
➢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。
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。
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
5、UCSCTL4标准时钟系统控制寄存器4
各位定义如下：
15 14 13 12 11 10 9 8
保留
SELA
76543210
保留
SELS
保留
SELM
SELS：bits6~4，选择SMCLK的时钟源。 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
5、UCSCTL4标准时钟系统控制寄存器4
各位定义如下：
15 14 13 12 11 10 9 8
保留
SELA
76543210
保留
SELS
保留
SELM
SELM：bits2~0，选择MCLK的时钟源。 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
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
15 14 13 12 11 10 9 8
76543210
OFIFG
晶振失效标志位
UCSCTL7 标准时钟系统控制寄存器7
15 14 13 12 11 10 9 8 保留
76 保留
543210 保留 XT2O XT1LF XT1HF DCO
15 14 13 12 11 10 9 8 保留
76 保留
543210 保留 XT2O XT1HF XT1LF DCO
FFG OFFG OFFG FFG
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。
15
14
13
12
11
10
9
8
DCORSEL: Bits 6~4,DCO 频率范保围留选择，可以调整频率的大致范围。
7
6
5
4
3
2
1
0
保留
DCORSEL
保留 保留 保留 DISMOD
5、UCSCTL4标准时钟系统控制寄存器4
各位定义如下：
15 14 13 12 11 10 9 8
保留
SELA
76543210 SELA保：留bits10~8，S选E择LSACLK的时保钟留源。 SELM 000 XT1CLK
7、XTU2OCFSFCTbLit68，标关准闭时X钟T2系晶振统控制寄存器6
0 假如XT2已经通过端口选择，并且非旁路模式，那么XT2被打开
1 假如XT2没有被用作ACLK、MCLK及SMCLK的时钟源，或者没
有用作FLL的校准源，XT2关闭
15 14 13
12
11 10 9
8
X0 TX假1TO2如FDXFRTIV1b已Eit0经，通关保留过闭端XT口X1T选晶2择振BY，P并AS且S非旁路模保式留，那么XTOX1被TF2F打开
1、UDCCSOC: BTiLts 012标~8准,DC时O 频钟率系阶统梯选控择制,确寄定D存CO器频0率的大致范围。 各位定义注如意下：：在锁相环(FLL)工作时，这些位自动修正。
15
14
13
12
11
10
9
8
保留
DCO
7
6
5
4
3
2
1
0
MOD
保留
2、UCSCTL1标准时钟系统控制寄存器1
各位定义如下：
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
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2
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3.1.1 系统复位
复位信号：
♣ 掉电复位信号（BOR) ♣ 上电复位信号（POR) ♣ 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）
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时钟系统模块设计要求
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； ➢低Q值振荡器。用于保证开始及停止操作最小时间延迟。
MSP430X5XX / 6XX系列时钟系统模块
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、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。
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）
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。
➢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）
➢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。
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。
➢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、DCOFFG将被置位。
➢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)
➢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。
➢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。