2020年04月07日 | MSP430G2553与MSP430F5336系列单片机总结[1]

在进行MSP430单片机的编程时，时钟的运用很重要，MSP430一共有5个时钟源，分别是外接的XT1和XT2时钟源，介绍如下：

1.XT1CLK：低频/高频振荡器，我的MSP430F5336使用的就是32768HZ的晶振

2.VLOCLK：内部超低功耗低低频振荡器，典型频率是12khz；

3.REFOCLK：内部调整低频参考振荡器，典型值为32768hz；

4.DCOCLK：内部数字时钟振荡器，可由FLL稳定后得到；

5.XT2CLK：高频外界振荡器，我F5336接的是20MHZ晶振；

以上五个时钟大家可以理解为晶振，有的是内部自带的，如2,3,4,这三个，有的是外接自己设计的，如XT1和XT2，当我们需要用单片机处理一些高速计算时，例如做图像处理或者一些迭代计算，此时要求计算速度比较高，所以可以选用外界的XT2或者DCOCLK调整后得到。如果你需要精确定时或者计时，可以使用REFOCLK或者VLOCLK，因为他们频率较为稳定，计时精确。用的比较多的是32768HZ的频率。DCOCLK的调整比较灵活，有专门的锁频环公式，在datasheet上可以找到DCO频率的设置条件表格，可以根据它直接调整出适合的频率。

但是MSP430的时钟调用却没有那么简单，你可以想象时钟设计为做菜，上面的五个时钟只是五种最基本的食材，通过寄存器的一些特殊调用，可以利用上面的时钟源做出三道菜，分别是ACLK辅助时钟，MCLK主时钟，SMCLK子系统时钟，而我们编程所用的时钟源（也就是我们要吃的菜），是这三种时钟提供的。所以举个栗子说，我需要一个32768hz的时钟来精确定时，同时需要一个1.2M或者的时钟来控制串口通信的波特率，同时我希望我的MCU频率可以到20M，这样我恶意设置MCLK=20Mhz（MCLK时钟是系统时钟），设置ACLK时钟为32768HZ，时钟计时是我选用ACLK为时钟源，设置SMCLK时钟为1.2Mhz，串口通信时选择时钟源为SMCLK，但是我们如何使ACLK为32768hz，使MCLK为20Mhz，使SMCLK为1.2M呢，这就是通过调配这三个时钟的原料为上面的五种不同晶振。所以实际上我们在程序中一旦定下了ACLK，MCLK，SMCLK的频率，之后基本都不用管之前的5个晶振，因为都是和这三个时钟打交道。而时钟的控制一般写成一个初始化函数，在程序中调用一次就可以了。刚刚开始接触时很容易搞不清楚时钟，觉得很复杂，其实弄清楚原理还是很简单的。

现在我用一些程序来说明时钟的用法，以下我看到的一份MSP430G2553的时钟程序库，进行了一些修改，其中的函数功能等均有注释，至于那样设置的原理可以看UserGuide的寄存器说明，里面一些特定的寄存器的位代表了一些信息，例如分频系数，时钟源等等，大家可以自己参考用户手册一句一句翻译对照，相信很快能弄懂时钟的设定原理：

/*******************************************************************************************

**********************************************************************************************/

#include 

                         /*DCOCTL 寄存器*/

    /********************************************************************************

    * bit7     bit6     bit5     bit4     bit3     bit2     bit1     bit0

    * DCO.2    CCO.1    DCO.0    MOD.4    MOD.3    MOD.2    MOD.1    MOD.0

    * DCO.0——DCO.2定义8种频率之一，可分段调节DCOCLK频率，相邻两种频率相差10%。

    * 而频率由注入直流发生器的电流定义。

    * MOD.O——MOD.4定义在32个DCO周期中插入的fdco+l周期个数，而在余下的DCO周期

    * 中为fDco周期，控制切换DCO和DCO+1选择的两种频率。如果DCO常数为7，表示已

    * 经选择最高颂率，此时不能利用MOD.O-MOD.4进行频率调整。

    * ********************************************************************************/

/*BCSCTL1 寄存器*/

 /**********************************************************************************

    * bit7      bit6      bit5      bit4     bit3     bit2   bit1   bit0

    * XT2OFF   XTS       DIVA.1    DIVA.0  XT5V    Rse1.2  Rse1.1   Rse1.0

    *XT2OFF控制 XT2 振荡器的开启与关闭。

    *XT2OFF=0，XT2振荡器开启；

    *XT2OFF=1，XT2振疡器关闭(默认XT2关闭)。

    *XTS控制 LFXTl 工作模武，选择需结合实际晶体振荡器连接情况。

    *XTS=0，LFXTl工作在低频模式 (默认低频模式)；

    *XTS=1，LFXTl工作在高频模式(必须连接有相应高频时钟源)。

    *DIVA.0，DIVA.l控制ACLK分频。

    *0  不分频（默认不分频）；

    *1  2分频；

    *2  4分频；

    *3  8分频。

    *XT5V此位设置为0。

    *Rse1.0，Rsel.l，Rse1.2三位控制某个内部电阻以决定标称频率。

    *Rse1=0，选择最低的频率；

    *Rse1=7，选择最低的标称频率；

    ***********************************************************************************/

/*BCSCTL2 寄存器*/ /***********************************************************************************

    * bit7     bit6     bit5     bit4     bit3     bit2     bit1     bit0

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

    *SELM.1，SELM.0选择 MCLK 时钟源。

    *0  时钟源为 DCOLCK（默认时钟源）；

    *1  时钟源为DCOCLK ;

    *2  时钟源为LFXTlCLK；

    *3     时钟源为 LFXT1CLK 。

    *DIVM.1，DlVM.0选择 MCLK 分频。

    *0  1分频（默认MCLK=DCOCLK）；

    *1  2分频；

    *2  4分频；

    *3  8分频。

    *DIVS.1，DIVS.0选择 SMCLK 分频。

    *0  1分频（默认 SMCLK=MCLK)；

    *1  2分频；

    *2  4分频；

    *3  8分频。

    ************************************************************************************/

/*BCSCTL3 寄存器*/

    /************************************************************************************

     * bit7     bit6     bit5     bit4     bit3     bit2     bit1     bit0

     * XT2S1   XT2S0  LFXT1S1  LFXT1S0  XCAP1   XCAP0  XT2OF   LFXT1OF

     * XT2S1和XT2S0（2553不支持）

     * LFXT1S1和LFXT1S0选择LFXT1的范围。

     * XCAP1和XCAP0选择LFXT1的匹配电容

     * 00  1pf

     * 01  6pf

     * 10  10pf

     * 11  12.5pf

     ************************************************************************************/

/****************************************************************************************

* 静态函数声明

********************************************************************/

static void DcoClkSet(unsigned char x,unsigned char y); //msp430g2553datasheet P30

static void MClkSet(unsigned char Div);

static void SMClkSet(unsigned char Div);

static void AClkSet(unsigned char Div);

/************************************************************************

* 函数名    :  DcoClkSet

* 函数功能  :  对时钟DCOCLK进行配置

* 函数形参  :  传入的形参为x和y，其值参考2553datsheet第28页中DCO频率表

* 函数返回值 :  无

************************************************************************/

void DcoClkSet(unsigned char x,unsigned char y)  // msp430g2553datasheet P30

{

    DCOCTL &=~( 0xFF);

    BCSCTL1 &=~( 0xFF);

    unsigned char temp=(x<<4)+y;

    switch(temp){

       case 0x00: {

           DCOCTL  &=~( DCO0 + DCO1 + DCO2);

           BCSCTL1 &=~( RSEL0 + RSEL1 + RSEL2 + RSEL3);

           break;

       }

       case 0x03: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1 );

           BCSCTL1 &=~( RSEL0 + RSEL1 + RSEL2 + RSEL3);

           break;

       }

       case 0x13: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1 );

           BCSCTL1 |= ( RSEL0 );

           break;

       }

       case 0x23: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1 );

           BCSCTL1 |= ( RSEL1 );

           break;

       }

       case 0x33: {

           DCOCTL  |=  ( DCO0 + DCO1  );

           BCSCTL1 |= ( RSEL0 + RSEL1 );

           break;

       }

       case 0x43: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1  );

           BCSCTL1 |= ( RSEL2);

           break;

       }

       case 0x53: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1  );

           BCSCTL1 |= ( RSEL0 + RSEL2 );

           break;

       }

       case 0x63: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1  );

           BCSCTL1 |= ( RSEL1 + RSEL2 );

           break;

       }

       case 0x73: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1  );

           BCSCTL1 |= ( RSEL0 + RSEL1 + RSEL2 );

           break;

       }

       case 0x83: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1  );

           BCSCTL1 |= ( RSEL3);

           break;

       }

       case 0x93: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1  );

           BCSCTL1 |= ( RSEL0+ RSEL3);

           break;

       }

       case 0xA3: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1  );

           BCSCTL1 |= ( RSEL1 + RSEL3);

           break;

       }

       case 0xB3: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1 );

           BCSCTL1 |= ( RSEL0 + RSEL1 + RSEL3);

           break;

       }

       case 0xC3: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1 );

           BCSCTL1 |= ( RSEL2 + RSEL3);

           break;

       }

       case 0xD3: {

           DCOCTL  |= ( DCO0 + DCO1 );

           DCOCTL  |= ( MOD4 + MOD3 + MOD2 + MOD1 + MOD0 );//微调DCOCLK