MSP430F5418學習筆記----UCS時鐘模塊配置

剛剛才把F5418的UCS模塊調通，特此慶祝一番~~

動手之前，首先要閱讀TI提供的430x54x Family User Guide(slau208d)和MIXED SIGNAL MICROCONTROLLER,了解一下這種全新的芯片的時鐘模塊的框圖，有個整體把握：

下面是我翻譯的MIXED SIGNAL MICROCONTROLLER第18頁對UCS的介紹（覺得翻譯不好可別拍磚哦）：

@振蕩器和系統時鐘 (MIXED SIGNAL MICROCONTROLLER, P18)

在MSP430x5xx家族的器件中，時鐘系統由統一時鐘系統Unified Clock System(UCS)模塊提供，它包含了一個32KHz鐘表石英晶體(XT1 LF Mode),一個內部低功率，低頻率震蕩器(VLO),一個內部平衡的低頻震蕩器(REFO),一個集成的內部數字可控震蕩器(DCO),和一個高頻石英晶體振蕩器(XT1 HF模式或XT2).這個UCS模塊的設計符合了系統對低成本和低功耗的要求,它包含數字鎖頻環(FLL),通過連接一個數字的調制器,使DCO頻率穩定成一個可編程倍數的鐘表石英晶體頻率.其內部DCO提供了一個快速開啟的時鐘源,并能夠在低于5us內穩定.
統一時鐘系統模塊提供了如下時鐘信號:
·Auxiliary輔助時鐘(ACLK),可由32KHz鐘表晶體,高頻晶體,內部低頻振蕩器(VLO),平衡的低頻振蕩器(REFO)或內部數字控制振蕩器(DCO)提供.
·Main系統時鐘(MCLK),供CPU使用,信號提供與ACLK相同.
·Sub-Main系統子時鐘(SMCLK),供外設模塊使用,信號提供與ACLK相同.
·ACLK/n,由ACLK分頻后緩沖輸出,分頻系數可為1,2,4,8,16,32.

當你不做任何時鐘配置時，你仍然可以像使用普通單片機一樣正常使用它，那么它是時鐘默認是怎么配置的呢？這時候你就得了解USC模塊的默認配置了，這部分在430x54x Family User Guide中第64頁有講解。我的翻譯：

@Unified Clock System(UCS)操作---430x54x Family User Guide slau208d，P64

在上電清除信號(PUC)之后，UCS模塊的默認配置是：
·XT1 低頻模式被選擇為XT1CLK時鐘的振蕩器。XT1CLK被選擇為ACLK的時鐘源。
·DCOCLKDIV作為MCLK的時鐘源。
·DCOCLKDIV作為SMCLK的時鐘源。
·FLL(鎖頻環)運行被使能，XT1CLK作為FLL參考時鐘，即FLLREFCLK。
·XIN和XOUT引腳被設置為通用IO時，XT1保持禁能直到IO口置為XT1操作模式。
·如果XT2IN和XT2OUT引腳被設置為通用IO，XT2被禁能。
在初始狀態，FLL以XT1為參考時鐘的運行默認使能，但XT1被禁止。要使能XT1，相應管腳的PSEL位必須置位。當一個32.768KHz的晶振用作XT1CLK時，出錯的控制邏輯電路直接造成REFOCLK作為ACLK的時鐘源，因為XT1不會立即穩定。一旦振蕩開始信號被獲取到了，FLL就使MCLK和SMCLK穩定到1.048576MHz，f(DCO)=2.097152MHz。
狀態寄存器控制位（SCG0，SCG1，OSCOFF和CPUOFF）配置MSP430的運行模式，還使能或禁能UCS模塊的部分功能（參考系統復位，中斷，運行模式等章節）。寄存器UCSCTL0到UCSCTL8配置UCS模塊。

廢話別太多，下面直接看程序：

如果想將MCLK、SMCLK的時鐘源設為外部高速晶振（我接的是16MHz），在初始化時加入以下程序段

//使用XT2振蕩器
P5SEL |= BIT2 + BIT3;//配置管腳為晶振輸入
UCSCTL6 &= ~XT2OFF; //打開XT2振蕩器
do
{
UCSCTL7 &= ~(XT2OFFG; //清除振蕩器XT2失效標志
SFRIFG1 &= ~OFIFG; // 清除振蕩器失效標志
//上面這句必須有，否則起振了也不會分配成功
}
while (UCSCTL7 & XT2OFFG); //判斷XT2是否起振
UCSCTL6 &= ~XT2DRIVE0;//設置驅動電流最小以降低功耗
UCSCTL4 |= SELM__XT2CLK + SELS__XT2CLK; //選擇MCLK、SMCLK為XT2
//UCSCTL5 |= DIVS__2;//SMCLK設為2分頻

如果想讓外部的XT1，XT2和內部DCO同時使用，并從端口輸出以便于測試，連接圖示意（參考ti例程）
// MSP430F5418
// -----------------
// /| | XIN|-
// | | | 32kHz
// ---|RST XOUT|-
// | |
// | |
// | XT2IN|-
// | | HF XTAL or Resonator (add capacitors)
// | XT2OUT|-
// | |
// | P1.0|--> ACLK = 32kHz Crystal Out
// | |
// | P1.6|--> SMCLK = High Freq Xtal or Resonator Out
// | |
// | P2.0|--> MCLK = Default DCO Frwequency
// | |
// | |

在初始化是加入以下程序段：

P1DIR = BIT6 + BIT0; //
P1SEL = BIT6 + BIT0; // 配置管腳為時鐘 SMCLK, ACLK輸出
P2DIR = BIT0; //
P2SEL = BIT0; // 配置管腳為時鐘 MCLK輸出

P5SEL |= 0x0C; // 配置管腳為晶振XT2輸入
P7SEL |= 0x03; // 配置管腳為晶振XT1輸入

UCSCTL6 &= ~(XT1OFF + XT2OFF); // 打開XT1，XT2振蕩器
UCSCTL6 |= XCAP_3; // 為XT1加載內部電容

// 循環直到XT1,XT2 和 DCO 穩定起振
do
{
UCSCTL7 &= ~(XT2OFFG + XT1LFOFFG + XT1HFOFFG + DCOFFG);
// 清除振蕩器XT2,XT1,DCO失效標志
SFRIFG1 &= ~OFIFG; // 清除振蕩器失效標志
}while (SFRIFG1&OFIFG); // 判斷所有晶振是否起振

UCSCTL6 &= ~XT2DRIVE0; // 根據晶振頻率減小XT2驅動電流以降低功耗
UCSCTL4 |= SELA__XT1CLK + SELS__XT2CLK;

// 選擇SMCLK時鐘源為XT2, ACLK時鐘源為XT1，MCLK默認為DCO/2