實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：上電控制MSP430F5529 Launch Pad上的主時(shí)鐘系統(tǒng)達(dá)到25Mhz

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：
1、硬件：MSP430F5529 Launch Pad
2、軟件：Code Composer Studio集成開發(fā)工具（CCS）
3、提升MSP430F5529核心電壓的辦法及介紹請(qǐng)參考《MSP430F5529火箭板 ----＞ 關(guān)于核心電壓提升實(shí)驗(yàn)（含電源管理模塊和供電監(jiān)控系統(tǒng)介紹）》文章鏈接link

一、時(shí)鐘系統(tǒng)

1、MSP430F5529 Lanuch Pad晶振的物理層分析
??在進(jìn)入時(shí)鐘系統(tǒng)之前我們先對(duì)MSP430F5529的時(shí)鐘晶振做一個(gè)介紹。
?? MSP430F5529 Launch Pad 板載了1個(gè)32.768Khz的RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘XTAL1和1個(gè)4Mhz的外部晶振XTAL2
??默認(rèn)情況下，MSP430F5529的系統(tǒng)時(shí)鐘為1Mhz
?? XT2的4Mhz晶振與MCU連接引腳如下圖所示：

2、MSP430F5529 Launch Pad時(shí)鐘的介紹
??MSP430應(yīng)用程序通常使用一個(gè)快時(shí)鐘和一個(gè)慢時(shí)鐘。在某些情況下，快時(shí)鐘(稱為MCLK)用于驅(qū)動(dòng)CPU和外圍設(shè)備，而慢時(shí)鐘保持計(jì)時(shí)器和外圍設(shè)備在低功耗模式下運(yùn)行。這種方法降低了功耗:慢時(shí)鐘消耗的電量更少，因此，禁用快時(shí)鐘的次數(shù)越多，應(yīng)用程序消耗的電量就越少。
??這種快速時(shí)鐘通常是集成在單片機(jī)中的數(shù)字控制振蕩器(DCO)。DCO本身是一個(gè)重要的低功耗工具，因?yàn)榕c晶振不同，它有非?？斓膯?dòng)時(shí)間，因此可以快速關(guān)閉和重新啟用。DCO可以被中斷激活，并且穩(wěn)定得足夠快來響應(yīng)它。MCU的低功耗模式只有在經(jīng)常使用的情況下才有用。
??許多MSP430設(shè)備，包括F5529，將DCO與頻率鎖定環(huán)(FLL)模塊耦合，使DCO鎖定在精確的慢頻參考上。這可以很好地控制DCO頻率。

MSP430F5529有三個(gè)可用的慢時(shí)鐘：
1、REFO：內(nèi)部低頻修整基準(zhǔn)源，是一種不需要晶振起振的高精度、低功率芯片上振蕩器，典型值為32.768Khz，常被用作鎖相環(huán)FLL的基準(zhǔn)頻率，其設(shè)置往往要參考LPM模式的設(shè)置。
2、LEFXT1：外部低頻振蕩源，經(jīng)典值為32.768Khz，它和REFO一樣可以作為鎖相環(huán)FLL的基準(zhǔn)頻率，但是它比REFO精度更高、功率更低且更穩(wěn)定。
3、VLO：（Internal very low）內(nèi)部低耗低頻振蕩源，精確度低，范圍在12Khz~20Khz之間

下表為F5529推薦的時(shí)鐘配置：

UCS模塊默認(rèn)配置：
??在F5529上電完成PUC后，UCS模塊默認(rèn)配置為：
??? 1、XT1默認(rèn)選擇LF模式，作為XT1CLK的振源。ACLK默認(rèn)振源為XT1CLK
??? 2、MCLK默認(rèn)振源為DCOCLKDIV
??? 3、SMCLK默認(rèn)振源為DCOCLKDIV
??? 4、當(dāng)啟用FLL鎖相環(huán)時(shí)，默認(rèn)選擇XY1CLK作為FLLREFCLK參考時(shí)鐘源
??? 5、在具有XIN和XOUT與通用I/O共享的設(shè)備上，XIN和XOUT pin被設(shè)置為通用I/Os，并且XT1一直處于禁用狀態(tài)，直到為XT1操作配置了復(fù)用I/O端口。如果XIN和XOUT不與通用I/Os共享，則默認(rèn)啟用XT1。
??? 6、上電時(shí)，XT2IN和XT2OUT引腳被設(shè)置為通用I/O，而XT2處于禁用狀態(tài)

對(duì)于MSP430F5529來說，上電后，默認(rèn)情況下FLL選擇XT1，如果晶振引腳(XIN, XOUT)與通用I/O共享，XT1將保持禁用狀態(tài)，直到與晶振引腳關(guān)聯(lián)的PxSEL位和XT1BYPASS位決定被設(shè)置，如果XIN和XOUT不與通用I/O共享，則XT1啟用。當(dāng)XT1CLK使用32.768Khz晶體時(shí)，故障控制邏輯立即導(dǎo)致ACLK由REFOCLK提供，因?yàn)閄T1不是立即穩(wěn)定的。當(dāng)晶體啟動(dòng)得到并穩(wěn)定后，F(xiàn)LL穩(wěn)定在MCLK和SMCLK到1.048576 MHz,fDCO = 2.097152 MHz

UCS模塊故障安全操作：
??UCS模塊包含振蕩故障故障安全功能，該特性檢測(cè)XT1、DCO和XT2的振蕩器故障，存在的故障類型為：
??1、低頻模式下XT1低頻振蕩器故障(XT1LFOFFG)
??2、高頻模式下XT1高頻振蕩器故障(XT1HFOFFG)
??3、XT2高頻振蕩器故障(XT2OFFG)
??4、DCO故障標(biāo)志(DCOFFG)

??對(duì)應(yīng)的晶體振蕩器打開后不能正常工作時(shí)，設(shè)置晶體振蕩器故障位XT1LFOFFG、XT1HFOFFG、XT2OFFG。在故障位被設(shè)置之后，即使故障條件不再存在，它們?nèi)匀槐３衷O(shè)置直到在軟件中重置。如果故障一直存在，而用戶卻清除了故障標(biāo)志位，則故障標(biāo)志位在清除后再次自動(dòng)置位。所以，在編寫程序時(shí)，一定要判斷故障標(biāo)志位是否置位，如果置位，將其軟件清除。

3、MSP430F5529 Launch Pad時(shí)鐘樹
??有如下圖：

二、源代碼

??下面我們先看一個(gè)讓F5529輸出8Mhz主頻時(shí)鐘的源代碼：

#include

void SysClock_Init(); //申明系統(tǒng)時(shí)鐘初始化函數(shù)

void SetVcoreUp(unsigned int level); //申明核心電壓調(diào)整函數(shù)

void main()

{

    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

    SetVcoreUp(0x01);   //核心電壓等級(jí)必須逐級(jí)提升，不能直接跳躍提升

    SetVcoreUp(0x02);

    SetVcoreUp(0x03);

    SysClock_Init();

    while(1);

}

void SetVcoreUp(unsigned int level)

{

    //Open PMM register for write

    PMMCTL0_H = PMMPW_H;        //PMMCTL0_H是電源管理寄存器PMMCTL0的高8位，PMMPW_H解鎖PMM所有的寄存器

    //Set SVS/SVM high side new level

     SVSMHCTL = SVSHE + SVSHRVL0 * level + SVMHE + SVSMHRRL0 * level; // SVLE --> 此位控制SVSL使能      SVMHE  --> 此位控制SVMHE使能

                                                                      //SVSHRVL --> SVSH 復(fù)位電平電壓

    //Set SVM low side to new level

     SVSMLCTL = SVSLE + SVMLE + SVSMLRRL0 *level;  

    //Wait till SVM is settle

     while((PMMIFG & SVSMLDLYIFG) == 0);

    //Clear already set flags

    PMMIFG &= ~(SVMLVLRIFG + SVMLIFG);

    //Set Vcore to new level

    PMMCTL0_L = PMMCOREV0 *level;

    //Wait till new level reached

    if((PMMIFG & SVMLIFG))

  while((PMMIFG & SVMLVLRIFG) == 0);

   //Set SVS/SVM low side to new level

   SVSMLCTL = SVSLE +SVSLRVL0 * level + SVMLE + SVSMLRRL0 * level;

   //Lock PMM registers for write access

   PMMCTL0_H = 0x00;           //鎖存所有寄存器

}

void SysClock_Init()

{

    UCSCTL3 = SELREF_2;         //設(shè)置DCO鎖相環(huán)的時(shí)鐘源為REFOCLK

    UCSCTL4 |= SELA_2;          //Set ACLK = REFO

    __bis_SR_register(SCG0);    //失能鎖相環(huán)時(shí)鐘，系統(tǒng)時(shí)鐘切換到備用時(shí)鐘，此時(shí)可以對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置

    UCSCTL0 = 0X0000;           //將DCOx，MODx設(shè)置成最低

    UCSCTL1 = DCORSEL_4;        //設(shè)置DCO的頻率范圍   2~20Mhz

    UCSCTL2 = FLLD_0 + 762;     //FLLD_0  --->  32768Hz為基準(zhǔn)時(shí)鐘的分頻  ，F(xiàn)FLN  ---> 是后面的數(shù)字

    //(N+1) * FLLRef = Fdco

                                //(243+1) * (32768/1) = 8Mhz

    __bic_SR_register(SCG0);    //使能鎖相環(huán)時(shí)鐘

    //最壞的情況下，DCO恢復(fù)的解決時(shí)間是(32 * 32 * n)/f_MCLK  =  Num MCLK cycles for DCO to settle

    // (32 *32 * 8Mhz)/32768Hz = 250K       ---->  n為我們要設(shè)置的頻率

    __delay_cycles(250000);

    //進(jìn)入循環(huán)直到XT1、XT2、DCO穩(wěn)定為止，本例中只需循環(huán)到DCO穩(wěn)定下來即可

    do

    {

        UCSCTL7 &= ~(XT2OFFG + XT1LFOFFG + DCOFFG);

        //清除XT2、XT1、DCO 默認(rèn)標(biāo)志

        SFRIFG1 &= ~OFIFG;      //清除默認(rèn)標(biāo)志,SFRIFG1 --> 中斷標(biāo)志寄存器

        //OFIFG --> 振蕩器故障中斷標(biāo)志   0：沒有中斷發(fā)生  1：有中斷即將發(fā)生

    }while(SFRIFG1 & OFIFG);    //測(cè)試振蕩器故障中斷是否發(fā)生，如果發(fā)生就卡在此處循環(huán)

}