MSP430x4xx系列微控制器的獨特時鐘設(shè)計

必須明確的是，MCLK的精度只是建立在平均的基礎(chǔ)上。對于短期精度，由于每個周期來自相鄰的DCO頻率抽頭，因此是不精確的；而對于長期精度，由于經(jīng)過了累加平均，因而相對誤差被減小了。實際上，由于調(diào)整器的周期為32，每次調(diào)整量為每一頻率段的10％，因此相對誤差可降到低于0．33％。

也可以通過軟件編程NDCOMOD來確定DCO的輸出頻率，以便用FLL鎖頻時達到快速鎖定的目的；而在不用FLL時，可不用外部晶振來產(chǎn)生所需頻率。假如所需頻率f為100Hz，并假定DCO在0抽頭時的頻率為f0＝700Hz。則與f相鄰的兩個頻率為：

將這兩個頻率代入上面的公式中，便可以求得NDCOOD＝24。所以，若DCO中心頻率為1MHz，那么，將24寫入與NDCOMOD相應的寄存器中，即可在無外接晶振的條件下獲得所需時鐘。在這種應用條件下，需要注意幾點：

●FLL和調(diào)整器在系統(tǒng)復位時默認為允許，要工作在這種狀態(tài)，必須首先禁止FLL。否則DCO會自動鎖定到f0；

●f0是不確定的，在具體應用時應先測定，然后再用它來計算所需的相鄰頻率。

●由于DCO的輸出頻率會隨著穩(wěn)定度和電壓的變化而漂移，所以不能應用于對時鐘精度要求較高的場合。

3．4 DCO頻率范圍控制

在通過調(diào)節(jié)倍頻因子N改變MCLK時，F(xiàn)LL＋調(diào)節(jié)DCO的頻率將趨于目標頻率。當MCLK穩(wěn)定在新的頻率抽頭之前，每向下一個DCO抽頭，其變化一次需要1024個時鐘周期的延時。可以看到，對于MCLK的大范圍頻率變化，將需要很大的時延才能達到穩(wěn)定。對此，MSP430x4xx系列采用了一種頻率分段的機制來處理這種大范圍的頻率變化。即將DCO輸出的700kHz～40MHz分為5段，每一段的中心頻率基于典型頻率fnominal（2MHz）的倍數(shù)。使用時可以通過控制寄存器SCFI0的FN＿8、FN＿4、FN＿3、FN＿2等四位對它進行控制。表1列出了DCO的頻率范圍控制方法。由表中可見，通過控制這些位可在不改變當前抽頭設(shè)置的情況下改變DCO的輸出頻率MCLK（實際上是立即選擇了相鄰的抽頭，而不是逐個調(diào)節(jié)）。因此，在這種方式下，DCO調(diào)節(jié)到所需頻率的時間比僅僅通過調(diào)節(jié)倍頻因子要短得多。所以首先應根據(jù)所需頻率來調(diào)整DCO的中心頻率，或者在MCLK變化較大時及時調(diào)節(jié) DCO的中心頻率。

4用FLL＋優(yōu)化系統(tǒng)性能

MSP430x4xx正是由于采用了上述FLL＋時鐘模塊，才使它的全局性能得到了優(yōu)化。同時，它還提供有靈活的時鐘配置選擇，各個模塊的時鐘都可用軟件選擇。也可以根據(jù)系統(tǒng)的具體要求來動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的時鐘頻率，進而優(yōu)化它的性能。 使用時，一般可按照以下原則來進行：

●若需要穩(wěn)定而精確的低頻時鐘，可以采用LFXT1時鐘；

●若需要穩(wěn)定而精確的高頻時鐘，可以采用LFXT2時鐘；

●若需要系統(tǒng)能夠快速地從節(jié)能模式切換到激活模式，可以采用DCO經(jīng)鎖頻后為系統(tǒng)提供時鐘MCLK／SMCLK。FLL＋的一個突出優(yōu)點就是能夠快速地達到穩(wěn)定狀態(tài)。

設(shè)計時，要盡可能地選擇較低的工作頻率來降低系統(tǒng)的功耗。此外，系統(tǒng)還提供有5種可編程的節(jié)能模式，以便更好地降低系統(tǒng)功耗。

另外，F(xiàn)LL＋的振蕩器具有自動切換功能，當DCO沒有用于MCLK或SMCLK時，利用該功能可自動關(guān)閉DCO。但是一旦DCOCLK信號被用于 MCLK／SMCLK，DCO就會立即自動開啟。而當外接晶振或者諧振器出現(xiàn)錯誤或停振時，系統(tǒng)時鐘也會自動切換到DCO模式，從而進一步提高系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻
1．MSP430x4xx Family User＇s Guide（SLAU056B）
2．The MSP430x3xx Clock System（SLAA080）
3．胡大可．MSP430系列FLASH型超低功耗16位單 片機．北京航空航天大學出版社，2001