MSP430 Value Line MCU學(xué)習(xí)筆記 - 基礎(chǔ)時(shí)鐘模塊

由于要使用仿真器調(diào)試，加斷點(diǎn)后MCU被掛起，會(huì)導(dǎo)致看門狗被觸發(fā)而將MCU復(fù)位。因此在調(diào)試階段，我們需要先關(guān)閉看門狗。關(guān)閉看門狗的方法是：

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

WDTCTL是一個(gè)16位的寄存器，顧名思義，就是看門狗的控制寄存器。WDTHOLD是控制看門狗開關(guān)的標(biāo)志位。給WDTHOLD置位即關(guān)閉看門狗。但是這個(gè)WDTPW是什么呢？查手冊(cè)得知WDTPW是看門狗的密碼，這是一個(gè)宏，被定義為了0x5A00，這個(gè)密碼是干什么用的呢？原來，WDTCTL寄存器是一個(gè)非常特殊的寄存器，為了防止程序異常時(shí)意外關(guān)閉看門狗，對(duì)它進(jìn)行賦值操作時(shí)必須將其新值的高8位設(shè)為0x5A這個(gè)特定的值，也就是“密碼”。如果賦值時(shí)新值的高8位不是0x5A，會(huì)導(dǎo)致MCU立即被復(fù)位?？傊?，對(duì)WDTCTL進(jìn)行任何修改操作時(shí)，都要加上WDTPW的值。

2. 時(shí)鐘系統(tǒng)

對(duì)于玩51單片機(jī)的人來說，學(xué)習(xí)MSP430的時(shí)鐘系統(tǒng)是很痛苦的，也很顛覆的。MSP430為了做到超低功耗，對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)進(jìn)行了精妙的設(shè)計(jì)。網(wǎng)上有文章專門講解MSP430的時(shí)鐘系統(tǒng)，還有生動(dòng)的配圖。但遺憾的是這些講解都多多少少的存在問題甚至是錯(cuò)誤的。既然說人家講得不好，我也就斗膽說說自己的理解。對(duì)時(shí)鐘系統(tǒng)最精確的描述當(dāng)然就是手冊(cè)里的框圖了：

我不喜歡看這種框圖，覺得特別復(fù)雜，看起來累。但是靜下心來看它時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)它并不是那么復(fù)雜，很多困惑的問題也就迎刃而解了。唯一需要你了解的背景知識(shí)是，你必須要認(rèn)識(shí)啥是多路選擇器（Mux）。。。

首先，MSP430的時(shí)鐘系統(tǒng)有這么幾個(gè)概念。

時(shí)鐘源：產(chǎn)生震蕩的時(shí)鐘信號(hào)。MSP430中最多有4個(gè)時(shí)鐘源，分別是：DCO（數(shù)控晶振），VLO（超低功耗低頻晶振），LFXT1（低頻外部晶振），XT2（高頻外部晶振）。在Value Line產(chǎn)品中，并非支持全部的四種時(shí)鐘源。以MSP430G2231為例，內(nèi)置了DCO和VLO，XT1可以自己焊接，XT2不支持。

時(shí)鐘：供系統(tǒng)設(shè)備使用的時(shí)鐘信號(hào)，通常是時(shí)鐘源的原始信號(hào)經(jīng)過分頻后得到。MSP430有3個(gè)時(shí)鐘，分別是：MCLK（主時(shí)鐘，供CPU核心使用），ACLK（輔助時(shí)鐘，供外圍設(shè)備使用），SMCLK（子系統(tǒng)時(shí)鐘，供外圍設(shè)備使用）。

每個(gè)時(shí)鐘都可以配置（1）從指定的時(shí)鐘源獲得信號(hào) （2）對(duì)信號(hào)進(jìn)行/1/2/4/8分頻 （3）時(shí)鐘開關(guān)

上面的框圖我們從中間橫向的紅線分開看，上面一部分是低頻時(shí)鐘，LFXT1Sx這兩個(gè)標(biāo)志位用于選擇使用哪個(gè)時(shí)鐘源來驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的低頻時(shí)鐘。藍(lán)色的線就是低頻時(shí)鐘源的輸出。下面一部分是高頻時(shí)鐘，紅色的細(xì)線是高頻時(shí)鐘的輸出(對(duì)沒有XT2的芯片來說)。需要注意的是，這條藍(lán)色線接在LFXT1Sx對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)選擇器的后面。也就是說，系統(tǒng)只能選擇一個(gè)低頻時(shí)鐘。比如我選擇VLO作為ACLK的時(shí)鐘源，那藍(lán)色那條線上就是VLO的時(shí)鐘信號(hào)。那即使我有外部晶振，也不能選擇LFXT1作為MCLK的時(shí)鐘源。就是這種機(jī)制，很多人沒有理解清楚（或者沒有表達(dá)清楚），致使網(wǎng)上的大部分教程都在說，MCLK是從ACLK和DCO中二選一，這樣說是不準(zhǔn)確的。因?yàn)樗{(lán)色的線在ACLK的分頻器之前，所以并不受ACLK分頻設(shè)置的影響，因此藍(lán)色線上跑的并不是ACLK時(shí)鐘信號(hào)，而是ACLK的時(shí)鐘源信號(hào)。

更準(zhǔn)確的理解是這樣的：MCLK仍然是從DCO、VLO、LFXT1和XT2（如果有的話）中四選一，ACLK仍然是從LFXT1和VLO中二選一，SMCLK仍然可以從DCO和XT2（如果有的話）中二選一（如果沒有XT2就在DCO、LFXT1、VLO中三選一）。只不過有一個(gè)約束，那就是如果MCLK或者SMCLK想要選擇VLO或者LFXT1，那就必須跟ACLK選的一樣。

在絕大部分Value Line產(chǎn)品中（以MSP430G2231為例），你可以采用更簡單的記法：低頻時(shí)鐘源從LFXT1和VLO中選一個(gè)，高頻時(shí)鐘源只有DCO一個(gè)。因此對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘(MCLK, ACLK, SMCLK)來說，只有2個(gè)時(shí)鐘源，一個(gè)低頻一個(gè)高頻。三個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘都可以選擇使用低頻時(shí)鐘源（圖中藍(lán)線）或者高頻時(shí)鐘源（圖中紅線）。（2012年7月11日勘誤：MCLK和SMCLK可以從低頻和高頻中選一個(gè)，而ACLK只能選擇低頻）

---------以下內(nèi)容均以MSP430G2231和MSP430G2553芯片為例，即不存在XT2---------

3. 具體編程，對(duì)時(shí)鐘源和系統(tǒng)時(shí)鐘的配置和使用

（1）低頻時(shí)鐘源配置——寄存器BCSCTL3 (Basic Clock System Control Register 3)

配置低頻時(shí)鐘的時(shí)鐘源其實(shí)就是修改上面圖中的LFXT1Sx，這兩個(gè)標(biāo)志位位于BCSCTL3這個(gè)8位寄存器的第4、5位。

//使用頻率約為12kHz的VLO作為低頻時(shí)鐘源

BCSCTL3 |= LFXT1S_2;

頭文件中定義了LFXT1S_2，其實(shí)就是第4位為1，第5位為0. 含義是使用VLO

// 使用Launchpad自帶的32768Hz外部晶振，電容12.5pF

BCSCTL3 |= LFXT1S_0 + XCAP_3;

頭文件中定義的LFXTS_0含義是使用外部晶振，同時(shí)設(shè)置XCAP_3，含義是晶振的負(fù)載電容是12.5pF

----------------------------待續(xù)，，，下面的還沒寫完------------------------------

（2）高頻時(shí)鐘源的配置——

（3）系統(tǒng)時(shí)鐘MCLK的時(shí)鐘源選擇——寄存器BCSCTL2 (Basic Clock System Control Register 2)

// 清晶振錯(cuò)誤標(biāo)志位

IFG1 &= ~OFIFG;

// 不懂。。。

__bis_SR_register(SCG1 + SCG0);

//系統(tǒng)時(shí)鐘選擇為低頻，/8分頻

BCSCTL2 |= SELM_3 + DIVM_3;