浅谈msp430f5529入门（1）——时钟模块DCO

2019-10-21 来源：eefocus

刚开始摸索430F55系列，我也是菜鸟一名，折腾了两天它的时钟系统，总算自认为有点眉目。想到入门不易，趁热把我的一些体会分享一下。菜鸟才疏学浅，如有不妥之处，请务必指出。

DCO

5系列中比149多了个FLL——锁频环，初学者对着他确实有点头疼。另外，还有一个名为DCOCLKDIV的时钟源，它只是由DCOCLK分频而得，但请谨记：

·PUC后MCLK和SMCLK的默认时钟源并不是DCOCLK，而是DCOCLKDIV！频率是DCOCLK的二分之一！

·DCOCLKDIV的分频值为D，由FLLD所确定，PUC后D默认为2，所以DCOCLKDIV的频率是DCOCLK的二分之一。

如果把锁频环关闭不用的话，这样的DCO和1xx系列的几乎没有区别，只要配置好DCO，MOD,和DCORSEL就行了。

这里主要说一下这个FLL：

·PUC后FLL默认为工作

·置位SR中的SCG0或SCG1和将其禁止。

FLL的主要作用是稳定DCO，利用它硬件可以自动地配置DCO和MOD，使得DCO比以往更加稳定，也就是说DCO和MOD都不用我们用户去操心，即使你配置了它，FLL也会去改变它。那么，这里出现了一个需要注意的问题！：

·使用FLL时还需配置DCORSEL！

根据DCO目标值的范围来配置DCORSEL，若目标值超出DCORSEL所规定的范围，那你所得到的fDCO将不会是所计算的值。详细每个值对应范围请参阅datasheet。

·FLL具有它的时钟FLLREFCLK，默认为TX1LF提供，TX1失效自动转为REFCLK。

·TX1一般外接32768Hz晶振，所以TX1LF模式的频率为32768Hz。

·REFOCLK为低频修正内部参考振荡器，典型值为32768Hz。

·PUC后，TX1默认是关闭的，也就是说FLLREFCLK是由REFOCLK提供，但不论哪个提供，频率都为32768Hz。

接下来介绍fdco的计算式子，在user guide里面有给出：

·fDCOCLK= D × (N + 1) × (fFLLREFCLK÷ n)

·fDCOCLKDIV= (N + 1) × (fFLLREFCLK÷ n)

其中：

·D为DCOCLK分频为DCOCLKDIV的分频数，由FFLD确定，可取1,2,4,8,16,32，默认值为2。

·N由FLLN确定，值取1-1023，最小值为1，如果写0会被置位1，默认值为31。

·n为FLLREFCLK的分频值，游FLLREFDIV确定，可取1,2,4,8,12,16.默认值为1。

·fFLLREFCLK默认由REFOCLK提供，除非打开了TX1，但值都为32768Hz。

这样，我们就能计算出PUC后，fDCOCLKDIV的值为1,048,576Hz。所以MCLK和SMCLK的默认频率为1MHz，但应注意的是：fDCOCLK的值是这个值得两倍！也就是说PUC后DCOCLK的频率为2MHz。

所以，对于设置DCO频率，使用FLL的确会方便和稳定很多，根据目标值频率通过公式反推，一般fFLLREFCLK就是32768,n为1,D为2，这些值取默认值就好，那么我们只要计算出N，只要N的值落在了1023之内，它就符合范围，而且一般都不会超出的。那么只要设置好DCORSL和FLLN，我们就可以得到想好的DCO频率了。但一定要记住：

·MCLK和SMCLK的默认时钟源是fDCOCLKDIV!是(N + 1) × (fFLLREFCLK÷ n)！

根据以上两条公式，我将DCOCLK和DCOCLKDIV的关系理解为，fFLLREFCLK，N，n，这三个值确定了DCOCLKDIV，而DCOCLK则是在DCOCLKDIV的基础上乘上了D，是DCOCLKDIV确定了DCOCLK。

关于XT1LF和REFOCLK，虽说它们两个都是32768Hz，不过如果PUC后不处理XT1，而让ACLK和FLLREFCLK的时钟源自动转为REFOCLK，那么XT1LFOFFG（XT1晶振失效标志位（低频模式））将会一直被置位，而OFIFG也跟着一直置位。

所以，解决办法无非是两种：

1.操作简单的方法，重新配置ACLK和FLLREFCLK的时钟源，一般就是将它们的源取为REFOCLK。只需两行代码：

UCSCTL3 |= SELREF_2; // Set DCO FLL reference = REFO

UCSCTL4 |= SELA_2; // Set ACLK = REFO

2.打开XT1LF，只要将XT1成功起振，并成功取为时钟源，TX1LFOFFG便不会被置位。因为ACLK和FLLREFCLK的时钟源默认就是XT1LF，所以我们只需（1）将XIN和XOUT的I/O口选为XIN和XOUT模式，使得晶振接通，（2）再将XT1OFF置0，打开晶体振荡器，（3）配置XCAP，选择好电容，一般TX1是32768Hz的话,电容取12pf,不过这个是默认值，所以可以不配置。

P5SEL |= BIT4+BIT5; // Port select XT1

UCSCTL6 &= ~(XT1OFF); // XT1 On

UCSCTL6 |= XCAP_3; // Internal load cap

我测试过这两种方法，第一种获得的时钟频率，无论是ACLK还是MCLK和SMCLK，与目标值有约百分之零点几到一点几的误差，而且频率有波动。而第二种使用了外部晶振，频率非常接近目标值，ACLK只相差了0.5Hz,而且非常稳定，几乎没有波动。

所以，我推荐在不考虑功耗和要求精确的情况下，尽量使用XT1LF。

参照TI提供的例程，在设置DCORSEL和FLLN前，需要暂时禁止FLL，即将SR中的SCG0置位，然后再配置UCSCTL1和UCSCTL2，配置好后再将SCG0置0，如下：

__bis_SR_register(SCG0); // Disable the FLL control loop

UCSCTL1 = DCORSEL_5; // Select DCO range 16MHz operation

UCSCTL2 |= 249; // Set DCO Multiplier for 8MHz

// (N + 1) * FLLRef = Fdco

// (249 + 1) * 32768 = 8MHz

__bic_SR_register(SCG0); // Enable the FLL control loop