MSP430 單片機(jī)時(shí)鐘模塊 - msp430系統(tǒng)時(shí)鐘詳解

　　MSP430 單片機(jī)時(shí)鐘模塊提供 3個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出，以供給片內(nèi)各部電路使用。

　　1-ACLK： 輔助時(shí)鐘信號(hào)。由圖所示，ACLK 是從 FLXT1CLK 信號(hào)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(shí)鐘信號(hào)使用。

　　2-MCLK： 主時(shí)鐘信號(hào)。由圖所示，MCLK 是由 3 個(gè)時(shí)鐘源所提供的。他們分別是LFXT1CLK，XT2CLK（F13、F14，如果是 F11，F(xiàn)11X1 則由 LFXT1CLK 代替），DCO 時(shí)鐘源信號(hào)提供.MCLK主要用于MCU和相關(guān)系統(tǒng)模塊作時(shí)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(shí)鐘，SMCLK 是由 2 個(gè)時(shí)鐘源信號(hào)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。

　　BCSCTL1 基本時(shí)鐘系統(tǒng)控制寄存器1

　　7 6 5 4 3 2 1 0

　　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(shí)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(gè)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。

　　BSCCTL2 |= DIVM_x （x=0，1，2，3）MCLK分頻（x=0，不分頻；x=1，2分頻;x=2，4分頻；x=3，8分頻）

　　DIVS_0

　　BCSCTL2 基本時(shí)鐘系統(tǒng)控制寄存器2

　　7 6 5 4 3 2 1 0

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

　　SELM.1 SELM.0 選擇MCLK時(shí)鐘源

　　0 時(shí)鐘源為DCOCLK（默認(rèn)）

　　1 時(shí)鐘源為DCOCLK

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

　　3 時(shí)鐘源為LFTXTICLK。

　　DIVM.1 DIVM.0 選擇MCLK分頻

　　0 1分頻（默認(rèn)）

　　1 2分頻

　　2 4 分頻

　　3 8 分頻

　　SELS 選擇SMCLK時(shí)鐘源

　　0 時(shí)鐘源為DCOCLK（默認(rèn)）

　　1 時(shí)鐘源為LFXT1CLK（對于MSP430F11/12X），時(shí)鐘源為XT2CLK（對于MSP430F13/14/15/16X）。

　　DIVS.1 DIVS.0 選擇SMCLK分頻。

　　0 1分頻

　　1 2分頻

　　2 4分頻

　　4 8分頻

　　DCOR 選擇DCO電阻

　　0 內(nèi)部電阻

　　1 外部電阻

　　PUC信號(hào)之后，DCOCLK被自動(dòng)選擇MCLK時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)需要，MCLK的時(shí)鐘源可以另外設(shè)置為LFXT1或者XT2。設(shè)置順序如下：

　　［1］ 復(fù)位OscOff

　?。?］ 清除OFIFG

　　［3］ 延時(shí)等待至少50us

　?。?］ 再次檢查OFIFG，如果仍然置位，則重復(fù)［3］、［4］步驟，直到OFIFG=0為止。

　　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(shí)電流消耗最小。此時(shí)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(shí)才會(huì)從新工作。因此在設(shè)計(jì)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(dòng)的。但此時(shí)設(shè)置的基本時(shí)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(jì)，使功耗被抑制。注：當(dāng)從DC關(guān)閉到啟動(dòng)DC0要花一端時(shí)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(dòng)。

　　4、LPM1：在此振蕩器已經(jīng)工作，所以不存在啟動(dòng)時(shí)間延時(shí)問題。

　　Timer_A的寄存器

　　寄存器 縮寫 讀定類型 地址 初態(tài)

　　Timer_A控制寄存器 TACTL R/W 160H POR復(fù)位

　　Timer_A計(jì)數(shù)器 TAR R/W 170H POR復(fù)位

　　捕撈/比較控制寄存器0 CCTL0 R/W 162H POR復(fù)位

　　捕撈/比較寄存器0 CCR0 R/W 172H POR復(fù)位

　　捕撈/比較控制寄存器1 CCTL1 R/W 164H POR復(fù)位

　　捕撈/比較寄存器1 CCR1 R/W 174H POR復(fù)位

　　捕撈/比較控制寄存器2 CCTL2 R/W 166H POR復(fù)位

　　捕撈/比較寄存器2 CCR2 R/W 176H POR復(fù)位

　　中斷向量寄存器 TAIV R/W 12EH POR復(fù)位

　　時(shí)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(shí)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(shí)

　　MSP430 采用了一個(gè)折衷的辦法：就是用一個(gè)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(gè)是說、鎖相環(huán)、 一個(gè)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(shí)鐘頻率。

　　TIMER_A有多個(gè)捕獲比較模塊，每個(gè)模塊都有自己的控制寄存器CCTLx

　　CAPTMOD1-0 選擇捕獲模式

　　00 禁止捕獲模式

　　01 上升沿捕獲

　　10 下降沿捕獲

　　11 上升沿與下降沿都捕獲

　　CCISI1-0 在捕獲模式中用來定提供捕獲事件的輸入端

　　00 選擇CCIxA

　　01 選擇CCIxB

　　10 選擇GND

　　11 選擇VCC

　　SCS 選擇捕獲信號(hào)與定時(shí)器時(shí)鐘同步、異步關(guān)系

　　0 異步捕獲

　　1 同步捕獲

　　異步捕獲模式允許在請求時(shí)立即將CCIFG置位和捕獲定時(shí)器值，適用于捕獲信號(hào)的周期遠(yuǎn)大于定時(shí)器時(shí)鐘周期的情況。但是，如果定時(shí)器時(shí)鐘和捕獲信號(hào)發(fā)生時(shí)間競爭，則捕獲寄存器的值可能出錯(cuò)。

　　在實(shí)際中經(jīng)常使用同步捕獲模式，而且捕獲總是有效的。

　　SSCIx 比較相等信號(hào)EQUx將選擇中的捕獲、比較輸入信號(hào)CCIx（CCIxA，CCIxB，Vcc和GND）進(jìn)行鎖存，然后可由SCCIx讀出。

　　CAP 選擇捕獲模式還是比較模式。

　　0 比較模式

　　1 捕獲模式

　　注意：同時(shí)捕獲和捕獲模式選擇

　　如果通過捕獲比較寄存器CCTLx中的CAP使工作模式從比較模式變?yōu)椴东@模式，那么不應(yīng)同時(shí)進(jìn)行捕獲；否則，在捕獲比較寄存器中的值是不可預(yù)料的，推薦的指令順序?yàn)椋海?］修改控制寄存器，由比較模式換到捕獲模式。

　　［2］捕獲

　　OUTMODx 選擇輸出模式

　　000 輸出

　　001 置位

　　010 PWM翻轉(zhuǎn)/復(fù)位

　　011 PWM置位/復(fù)位

　　100 翻轉(zhuǎn)/置位

　　101 復(fù)位

　　110 PWM翻轉(zhuǎn)/置位

　　111 PWM復(fù)位/置位

　　CCIx 捕獲比較模的輸入信號(hào)

　　捕獲模式：由CCIS0和CCIS1選擇的輸入信號(hào)通過該位讀出。

　　比較模式：CCIx復(fù)位。

　　OUT 輸出信號(hào)

　　0 輸出低電平

　　1 輸出高電平

　　如果OUTMODx選擇輸出模式0（輸出），則該位對應(yīng)于輸入狀態(tài)。

　　COV 捕獲溢出標(biāo)志

　　0 輸出低電平

　　1 輸出高電平

　?。?］當(dāng)CAP=0時(shí)，選擇比較模式。捕獲信號(hào)發(fā)生復(fù)位，沒有使COV置位的捕獲事件。

　?。?］當(dāng)CAP=1時(shí)，選擇捕獲模式，如果捕獲寄存器的值被讀出再次發(fā)生捕獲事件，則COV置位。程序可檢測COV來斷定原值讀出前是否又發(fā)生捕獲事件。讀捕獲寄存器時(shí)不會(huì)使溢出標(biāo)志復(fù)位，須用軟件復(fù)位。

　　CCIFGx 捕獲比較中斷標(biāo)志

　　捕獲模式：寄存器CCRx捕獲了定時(shí)器TAR值時(shí)置位。

　　比較模式：定時(shí)器TAR值等于寄存器CCRx值時(shí)置位。

　　#include

　　void main（void）

　　{

　　WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //停止看門狗定時(shí)器

　　P1DIR |= 0x01; // 設(shè)P1.0為輸出

　　TACTL = TASSEL_1 + MC_2 + TAIE; // ACLK， 定時(shí)器A計(jì)數(shù)模式，且開中斷功能

　　_BIS_SR（LPM3_bits + GIE）; //進(jìn)入LPM3 低功耗模式和開總中斷允許

　　}

　　// Timer_A3中斷向量（TAIV）處理程序

　　#pragma vector=TIMERA1_VECTOR

　　__interrupt void Timer_A（void）

　　{

　　switch（ TAIV ） //應(yīng)用switch語句來處理多中斷源的向量

　　{ //向量列表通過case語句來分多中斷源的入口

　　case 2： break; // CCR1比較/捕獲寄存器的中斷入口，

　　//本例子未用到。

　　case 4： break; // CCR2比較/捕獲寄存器的中斷入口，