2020年01月03日 | MSP430时钟设置及应用总结

在MSP430单片机中，一个时钟周期 = MCLK晶振的倒数。如果MCLK是8MHz，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 = 1~6个机器周期，具体根据具体指令而定。

另外，指令长度只是一个存储单位，与时间没有必然的关系。

MSP430单片机的时钟模块主要包括：

    三个时钟：辅助时钟ACLK 、主时钟MCLK 、子系统时钟SMCLK

三个振荡器：低频时钟源LFXT1 、高频时钟源XT2 、数字控制RC振荡器DCO

而MSP430单片机工作所需时钟就是由这些振荡器振荡后经处理产生的。

(1)ACLK:是LFXT1CLK信号经1/2/4/8分频后得到的，主要用作低速外围的时钟

(2)MCLK：是LFXT1CLK,XT2CLK,DCOCLK的三者之一决定，由软件选择，然后经1/2/4/8分频后得到，主要用于CPU和系统

(3)SMCLK：可由LFXT1CLK和DCOCLK，或者XT2CLK与DCOCLK决定，然后经1/2/4/8分频后得到,主要用于高速外围模块

MSP430的时钟模块由DCOCTL,BCSCTL1,BCSCTL2,IE1,IFG1这五个寄存器来确定，具体的功能如下所示：

      DCOCTL:控制DCO振荡器

   BCSCTL1:控制XT2，LFXT1，DCO振荡，并控制ACLK的分频情况

      BCSCTL2:设置三个时钟源分别选择什么振荡器

我们在程序里对寄存器的设置，也就是对三个振荡器进行设置，时钟振荡器设置好了，还要对时钟模块进行设置，也就是让三个时钟模块MCLK SMCLK ACLK选择相应的时钟振荡器以得到不同频率的时钟。

PUC信号后，系统选择内部电阻以实现频率的输出。RSELx = 4 与 DCOx = 3，开始时使DCO有一个适中的频率。MCLK与SMCLK的时钟信号全部来自DCO，约为800KHz(芯片手册)。PUC信号后将LFXT1设置到LF模式(XTS=0)，并且关断HF模式(XTS=1)与关断XT2振荡器。

(1)DCOCTL:DCO控制寄存器，地址为56H，初始值为60H

//       7    6    5    4    3    2    1    0

//     DCO2 DCO1 DCO0 MOD4 MOD3 MOD2 MOD1 MOD0

//

//  DCO0~DCO2:DCO Select Bit,定义了8种频率之一，而频率由注入直流发生器的电流定义

//  MOD0~MOD4:Modulation Bit,频率的微调

//

// DCO的设置：通过设置DCOCTL和BCSCTL1,设置DCO的频率

//  (1)DCO的调节：

设置DCOR比特来选择是外部电阻还是内部电阻,以确定一个基准频率

通过BCSCTL1寄存器的RSELx来进行分频，确定时钟频率；

通过DCOCTL寄存器中DCOx在标称频率基础上分段粗调，选择频率；

通过DCOCTL寄存器中MODx的值对频率进行细调，选择 DCOx 与 DCOx+1 之间的频率

//  注意：DCO工作在最高频率时，内部电阻正常值大约为200k，此时DCO的工作频率大约为5MHz。

例子： 

//DCOCTL初始值为60H，即DCOCTL |= DCO1 + DCO2;

  DCOCTL |= DCO0 + DCO1 + DCO2;              // Max DCO

  //MOD0~MOD4:Modulation Bit,频率的微调一般保持默认即可

  //系统默认情况下，RSELx=4

(2)BCSCTL1(ACLK):Basic Clock System Control 1,地址为58H,初始值为84H

//       7     6    5     4     3     2     1     0

//     XT2OFF XTS DIVA1 DIVA0 XT5V RSEL2 RSEL1 RSEL0

//

//   RSEL2~RSEL0:选择某个内部电阻以决定标称频率（0最低，7最高）

//   XT5V:1,该比特未用，必须选择复位

//   DIVA0~DIVA1:选择ACLK的分频系数。DIVA=0,1,2,3(DIVA_0,DIVA_1...),ACLK的分频系数分别为:1,2,4,8

//   XTS:选择LFXT1工作在低频晶体模式(XTS=0)还是高频晶体模式(XTS=1)

//   XT2OFF:控制XT2振荡器的开启(XT2OFF=0)与关闭(XT2OFF=1)

//

// BCSCTL1的设置：初始值为84H

//使用XT2振荡器

  //控制XT2振荡器的开启(XT2OFF=0)与关闭(XT2OFF=1)

  BCSCTL1 &= ~XT2OFF;//清OSCOFF/XT2

  do

  {

    IFG1 &= ~OFIFG;//清OFIFG

    OSC_Delay = 255;

    while(OSC_Delay --);//延时等待

  }

  while(IFG1 & OFIFG);//直到OFIFG=0为止

  //RSEL2~RSEL0:选择某个内部电阻以决定标称频率（0最低，7最高）

  BCSCTL1 |= RSEL0 + RSEL1 + RSEL2;// XT2on,max RSEL

  //选择ACLK的分频系数:DIVA=0,1,2,3,ACLK的分频系数分别为:1,2,4,8

  //BCSCTL1 |= DIVA_2;//对ACLK进行2分频

//(3)BCSCTL2(SMCLK,MCLK):Basic Clock System Control 2,地址为58H,初始值为00H

//       7       6      5     4     3     2     1     0

//     SELM1 SELM0 DIVM1 DIVM0 SELS DIVS1 DIVS0 DCOR

//

//   DCOR:Enable External Resister,0—选择内部电阻，1—选择外部电阻

//   DIVS0~DIVS1:DIVS=0,1,2,3,对应SMCLK的分频因子为1,2,4,8

//   SELS:选择SMCLK的时钟源,0:DCOCLK,1:XT2CLK/LFXTCLK

//   DIVM0~DIVM1:选择MCLK的分频因子,DIVM=0,1,2,3,对应MCLK的分频因子为1,2,4,8

//   SELM0~SELM1:选择MCLK的时钟源,0,1:DCOCLK,2:XT2CLK,3:LFXT1CLK

//

// BCSCTL2的设置：初始值为00H

//设置BCSCTL2,选定MCLK和SMCLK的时钟源XT2,并可以设置其分频因子

  //注意：ACLK只能来源于LFXT1,可以在BCSCTL1里设置ACLK的分频，就是说ACLK最大只能为32768Hz(XIN 与XOUT间接32.768KHz晶振)

  //DCOR一般设置为默认值

  //设置SMCLK的分频因子,DIVS0~DIVS1:DIVS=0,1,2,3,对应SMCLK的分频因子为1,2,4,8

  //BCSCTL2 = DIVS_0;

  //BCSCTL2 = DIVS_1;

  //BCSCTL2 = DIVS_2;

  //BCSCTL2 = DIVS_3;

  //设置MCLK的分频因子,DIVM0~DIVM1:DIVM=0,1,2,3,对应MCLK的分频因子为1,2,4,8

  //BCSCTL2 = DIVM_0;

  //BCSCTL2 = DIVM_1;

  //BCSCTL2 = DIVM_2;

  //BCSCTL2 = DIVM_3;

  //BCSCTL2:设置三个时钟源分别选择什么振荡器

  //SELM0~SELM1:选择MCLK的时钟源,0,1:DCOCLK,2:XT2CLK,3:LFXT1CLK

  //选择 MCLK 时钟源为XT2,

  //BCSCTL2 = SELM_2 ;

  //SELS:选择SMCLK的时钟源,0:DCOCLK,1:XT2CLK/LFXTCLK

  //选择 SMCLK 时钟源为XT2

  //BCSCTL2 = SELS ;

  //选择MCLK 与 SMCLK为XT2

  BCSCTL2 = SELM_2 + SELS;

//(4)IE1,Interrupt Enable Register 1

//       7     6    5     4     3     2     1     0

//                                         OFIE

//     7~2 and 0 : These bits may be used by other modules

//     OFIE:Oscillator fault interrupt enable. 0---Interrupt not enabled

//                                    1---Interrupt enabled

//(5)IEG1,Interrupt Flag Register 1

//       7     6    5     4     3     2     1     0

//                                        OFIFG

//     7~2 and 0 : These bits may be used by other modules

//     OFIE:Oscillator fault interrupt flag. 0 No interrupt pending

//                                  1 Interrupt pending

//

在PUC信号后，默认情况下由DCOCLK作MCLK与SMCLK的时钟信号，由于DCOCTL初始值为60H，根据需要可将MCLK的时钟源另外设置为LFXT1或者XT2，设置顺序如下：

//(1)清OSCOFF/XT2

//(2)清OFIFG

//(3)延时等待至少50us

//(4)再次检查OFIFG，如果仍置位，则重复(1)~(4)步，直到OFIFG=0为止

//(5)设置BCSCTL2的相应SELM