MSP430的系统时钟.doc

通用知识时钟周期也称为振荡周期：定义为时钟脉冲的倒数（时钟周期就是直接供内部CPU使用的晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时钟周期就是1/12us），是计算机中的最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，控制着计算机的工作节奏。时钟频率越高，工作速度就越快。 机器周期：在计算机中，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一个阶段完成一项工作。每一项工作称为一个基本操作，完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期（状态周期）组成。一个S周期=2个时钟周期，所以8051单片机的一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。 指令周期：执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期也不同。专用知识：在430中，一个时钟周期 MCLK晶振的倒数。如果MCLK是8M，则一个时钟周期为1/8us；一个机器周期 一个时钟周期，即430每个动作都能完成一个基本操作；一个指令周期 16个机器周期，具体根据具体指令而定。另：指令长度，只是一个存储单位，与时间没有必然关系。MSP430根据型号的不同最多可以选择使用3个振荡器。我们可以根据需要选择合适的振荡频率,并可以在不需要时随时关闭振荡器,以节省功耗。这3个振荡器分别为：（1）DCO数控RC振荡器。它在芯片内部,不用时可以关闭。DCO的振荡频率会受周围环境温度和MSP430工作电压的影响,且同一型号的芯片所产生的频率也不相同。但DCO的调节功能可以改善它的性能,他的调节分为以下3个步骤 a：选择BCSCTL1.RSELx确定时钟的标称频率;b：选择DCOCTL.DCOx在标称频率基础上分段粗调; c：选择DCOCTL.MODx的值进行细调。（2）LFXT1接低频振荡器。典型为接32768HZ的时钟振荡器,此时振荡器不需要接负载电容。也可以接450KHZ8MHZ的标准晶体振荡器,此时需要接负载电容。（3）XT2接450KHZ8MHZ的标准晶体振荡器。此时需要接负载电容,不用时可以关闭。 低频振荡器主要用来降低能量消耗,如使用电池供电的系统,高频振荡器用来对事件做出快速反应或者供CPU进行大量运算。当然高端430还有锁频环(FLL)及FLL+等模块，但是初步不用考虑那么多。MSP430的3种时钟信号：MCLK系统主时钟;SMCLK系统子时钟;ACLK辅助时钟。（1）MCLK系统主时钟。除了CPU运算使用此时钟以外,外围模块也可以使用。MCLK可以选择任何一个振荡器所产生的时钟信号并进行1、2、4、8分频作为其信号源。（2）SMCLK系统子时钟。供外围模块使用。并在使用前可以通过各模块的寄存器实现分频。SMCLK可以选择任何一个振荡器所产生的时钟信号并进行1、2、4、8分频作为其信号源。（3）ACLK辅助时钟。供外围模块使用。并在使用前可以通过各模块的寄存器实现分频。但ACLK只能由LFXT1进行1、2、4、8分频作为信号源。PUC复位后,MCLK和SMCLK的信号源为DCO,DCO的振荡频率默认为800KHZ。ACLK的信号源为LFXT1。 MSP430内部含有晶体振荡器失效监测电路,监测LFXT1（工作在高频模式）和XT2输出的时钟信号。当时钟信号丢失50us时,监测电路捕捉到振荡器失效。如果MCLK信号来自LFXT1或者XT2,那么MSP430自动把MCLK的信号切换为DCO,这样可以保证程序继续运行。但MSP430不对工作在低频模式的LFXT1进行监测。 为了实现具体的时钟可以设置跟时钟相关的寄存器，在低端430中是DCOCTL、BCSCTL1和BCSCTL2三个寄存器。而对于高端的430，则要考虑SCFI0、SCFQCTL、FLL_CTL0、FLL_CTL1和BTCTL等几个寄存器。具体设置，参看DataSheet。在f149中，基础时钟是被叫做basic clock module， 其一共有三个时钟源： 一个LFXT1CLK，为低速/高速晶振源，通常接32.768khz，也可以接（400khz8Mhz） 一个为XT2CLK,外接标准高速晶振，通常是接8Mhz，也可以接（400khz8Mhz） 还有一个叫DCOCLK，为内部晶振，由RC震荡回路构成。 在430内部一共有三个时钟系统 ： 一个为ACLK，通常由LFXT1CLK作为时钟源，可以通过软件控制改时钟的分频系数。 一个为MCLK,即Main CLK,一听就知道是主时钟单元，为系统内核提供时钟，它可以通过软件从三个时钟源选择， 一个为SMCLK,称作辅助主时钟，也是可以由软件选择时钟源。Basic Clock Module Registers（基础时钟寄存器）DCO control register DCOCTLBasic clock system control 1 BCSCTL1Basic clock system control 2 BCSCTL2SFR interrupt enable register 1 IE1SFR interrupt flag register 1 IFG1DCOCTL寄存器是用来配置DCOCLK的，这里暂且不提BCSCTL1 与BCSCTL2 寄存器则显得比较重要，这两个寄存器控制了你整个系统中430的工作时钟系统。BCSCTL1寄存器： 7 6 54 3 210XT2OFF XTS DIVAx XT5V RSELxXT20FF： 用来控制XT2晶振的开启和关闭，置1时关闭，置0时，开启XTS： 用来选择低速晶体的工作模式（可忽略）DIVAx： 用来选择ACLK的分频系数XT5V: 无用RSELx： 选择电阻(没用过，一般置0）BCSCTL27 6 5 4 3 2 1 0SELMx DIVMx SELS DIVSx DOCRSELMx：选择MCLK的时钟源，00 DCOCLK01 DCOCLK10 XT2CLK11 LFX1CLKDIVMx: MCLK的分频00 1分频01 2分频10 4分频11 8分频SELS：SMCLK的时钟源，0时为内置DCO，1时为外置高速XT2DIVSx:SMCLK的分频，同MCLK分频DCOR:控制频率的电阻是内部还是外部（没用过）实例初始化程序void Init_CLK(void) unsigned int i; BCSCTL10x00；/XT2开启，LFXTCLK为低频模式，ACLK分频为0do IFG1&=OF