S08_06_Freescale HCS08单片机内部时钟生成器

1、Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaFreescale 单片机原理及应用单片机原理及应用 Freescale HCS08单片机内部时钟生成器单片机内部时钟生成器Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Hu

2、azhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaSlide 1Slide 1Freescale HCS08单片机内部时钟生成器单片机内部时钟生成器:理解S08系列MCU的内部时钟发生器模块的原理；了解ICG模块寄存器的功能；掌握ICG模块应用设计；初步认识“对MCU外部管脚/内部模块的控制正是通过Regs的控制来实现”Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong U

3、niversity of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China 内部结构 ICG复用PTG6和PTG5两个I/O引脚 用于产生MC9S08AW60系列MCU内部模块时钟。CPU、RTI、TPM、IIC、SCI、ADC、RAM、Flash等模块的时钟均由ICG模块产生Slide 24.1 AW60的内部时钟生成器模块概述的内部时钟生成器模块概述Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong Univ

4、ersity of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China 内部结构 ICG模块为内部其他模块提供的时钟源有ICGOUT、FFE、ICGLCLK、ICGERCLK等。 ICGOUT输出时钟即CPU时钟，总线时钟为ICGOUT时钟2分频。 MCU内部的一些模块可以选择不同时钟源作为模块时钟Slide 34.1 AW60的内部时钟生成器模块概述的内部时钟生成器模块概述Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Hua

5、zhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China除了关断（Off）模式外，ICG具有4种工作模式：自供时钟Self-Clocked（SCM）启用FLL且采用内部时钟源模式（FEI，FLL Engaged Internal）旁路FLL且采用外部时钟源模式（FBE，FLL Bypassed External）启用FLL且采用外部时钟源模式（FEE，FLL Engaged External）Slide 44.2 ICG模块的工作模式模块的工作模式Copyright Yang Ming. 2011.Ele

6、ctronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China除了关断（Off）模式外，ICG具有4种工作模式：自供时钟Self-Clocked（SCM） SCM模式是MCU的默认工作模式，在复位后立即进入。 在这种模式下，FLL处于开环状态，MCU不需要外接晶振，所以晶振引脚PTG6和PTG5均可作为通用I/O引脚。 ICGOUT的频率fSelf_reset通常为8MHz左右，这样无须用户编程就可以快速

7、、可靠地得到 4MHz的总线频率。Slide 54.2 ICG模块的工作模式模块的工作模式Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China除了关断（Off）模式外，ICG具有4种工作模式：启用FLL且采用内部时钟源模式（FEI） MCU同样不需要外接晶振，而是使用内部FLL对内部243kHz的参考时钟IRG进行倍频生成ICGOUT时钟

8、频率，即fICGOUT(fIRG/7)64N/R 式中，fIRG的典型值为243000Hz；N为倍频因子，取值范围从4到18，按2递增；R为分频因子，取值范围从1到128，按2的n次幂递增；N和R都是通过控制寄存器ICGC2中的MFD位和RFD位设定的Slide 64.2 ICG模块的工作模式模块的工作模式Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074,

9、P.R. China除了关断（Off）模式外，ICG具有4种工作模式：旁路FLL且采用外部时钟源模式（FBE） 在这种模式下，ICG内部PLL被旁路，MCU不再使用倍频电路，而仅仅对外部时钟ICGERCLK进行分频生成系统时钟，即fICGOUT fEXT/R 式中，R为分频因子，取值范围从1到128，按2的n次幂递增，可通过控制寄存器ICGC2中的RFD位设定 当外接晶振时，晶振的频率必须处于32100kHz的低频范围或者116MHz的高频范围，此时还应该确保ICG1寄存器中的REFS被设置为1Slide 74.2 ICG模块的工作模式模块的工作模式Copyright Yang Ming. 2

10、011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China除了关断（Off）模式外，ICG具有4种工作模式：启用FLL且采用外部时钟源模式（FEE） 在这种模式下，MCU使用内部的FLL对外部参考时钟ICGERCLK进行倍频生成系统时钟，即fICGOUT fEXT P N/R 式中，外接晶振频率fEXT=32100kHz低频范围时P=64，外接晶振频率fEXT=210MHz高频范围时P=

11、1；N为倍频因子，取值范围从4到18，按2递增；R为分频因子，取值范围从1到128，按2的n次幂递增；N和R都通过控制寄存器ICGC2中的MFD位和RFD位设定。 当外接晶振时应该设定ICG1寄存器中的REFS位为1；当外接时钟源时应该设定ICG1寄存器中的REFS位为0；Slide 84.2 ICG模块的工作模式模块的工作模式Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hub

12、ei 430074, P.R. China 外部时钟连接和外部晶振连接Slide 94.3 外部管脚连接外部管脚连接Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模块寄存器模块寄存器ICG具有的4种工作模式（SCM、FEI、FBE和FEE）都是通过ICG模块的寄存器进行设定。ICG模块具有： 两个8位的控制寄存器（IC

13、GC1、ICGC2） 两个8位的状态寄存器（ICGS1、ICGS2） 一个12位的滤波寄存器（ICGFLT） 一个8位的调整寄存器（ICGTRM）对ICG模块的设定正是通过对这些寄存器的设定来实现。Slide 10Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模块寄存器模块寄存器ICG控制寄存器1（ICGC1）Slid

14、e 11Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模块寄存器模块寄存器ICG控制寄存器1（ICGC1）Slide 12Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University

15、 of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模块寄存器模块寄存器ICG控制寄存器2（ICGC2）Slide 13Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模块寄存器模块寄存器ICG状态寄存器1（ICGS1）Slide 14Copyr

16、ight Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模块寄存器模块寄存器ICG状态寄存器1（ICGS1）Slide 15Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Scien

17、ce and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模块寄存器模块寄存器ICG状态寄存器2（ICGS2）Slide 16Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模块寄存器模块寄存器ICG滤波寄存器（ICGFLTU, ICGFLTL） ICGFLT主要用于修

18、改SCM模式下的ICGOUT输出频率。 SCM模式下ICGOUT的输出通常为8MHz频率，这个频率也通过改变FLT来改变。 除了SCM模式外，FLT位都是只读的Slide 17Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模块寄存器模块寄存器ICG调整寄存器（ICGTRM） 内部生成的时钟源允许在正常值的25%范围内进

19、行调整。Slide 18Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.5 ICG模块应用举例模块应用举例ICG配置考虑Slide 19Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong Universit

20、y of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.5 ICG模块应用举例模块应用举例ICG配置考虑Slide 20Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaSlide 214.5 ICG模块应用举例模块应用举例例例6.1 MC9S08AW60单片机系统中，外部

21、晶振频率为32 kHz，编写初始化代码，把ICG设定为FEE模式，并将32 kHz的晶振通过内部FLL倍频到8.38 MHz以获得4.19 MHz的总线频率。 当MCU复位之后，ICG处于自供时钟模式（SCM），ICGOUT的输出频率约为8 MHz，对应于4 MHz的总线频率（fBus）。 因为要配置成为FLL启动、外部参考源模式（FEE），因此fICGOUT = fEXTPN/R， P=64，fEXT=32kHz 解得N/R=8.38 MHz /(32kHz64)=4 可选择N=4，且R=1。 为了达到设计目标应该设定的各个寄存器的值如表6-12所示。Copyright Yang Ming.

22、 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaSlide 224.5 ICG模块应用举例模块应用举例Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei

23、 430074, P.R. ChinaSlide 234.5 ICG模块应用举例模块应用举例例例6.1 MC9S08AW60单片机系统中，外部晶振频率为32 kHz，编写初始化代码，把ICG设定为FEE模式，并将32 kHz的晶振通过内部FLL倍频到8.38 MHz以获得4.19 MHz的总线频率。 采用查询方式的参考代码如下：ICG_FEE_Init:; ICG初始化子程序MOV#$38, ICGC1; 使用外部晶振，FEE模式MOV#$00, ICGC2; 取N=4，R=1BRCLR3, ICGS1, *; 查询FLL是否锁定，LOCK位为1表明FLL已经锁定RTS; FLL已经锁定，退出

24、子程序Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaSlide 244.5 ICG模块应用举例模块应用举例例例6.2 MC9S08AW60单片机系统中，没有外部晶振，编写ICG模块初始化代码以获得10MHz以上的总线频率。 当MCU复位之后，ICG处于自供时钟模式（SCM），ICGOUT的输出频率约为8 MHz，对应于4 MHz的总线频率（fBus）。 可以在MCU复位后通过软件初始化ICG，将FLL设定在FEI模式，然后倍频内部243KHz参考时钟到20MHz以上以获得高于10MHz的总线频率。 因为要将时钟配置为FEI，因此：fICGOUT = (fIRG / 7)P N / R； P=64，fIRG=243kHz 取fICGOUT =22.217MHz，解得：N / R= 22.217MHz / ( (243 kHz / 7) 64)=10 可选择N = 10，且R = 1。 为达到设计目标应该设定的各个寄存器的