【LPC11U68】系统时钟学习

1209实验室@ujn

LPC11U68的系统时钟整体来说还是比较简单了，通过时钟树，就可以清晰明白的了解到LPC11U68的时钟结构。

其中，有两个时钟参数是比较重要的，这里就主要分析这两个时钟：main clock和system clock.

main clock: 由图可知，主时钟可以有多种来源，包括内部内部振荡器IRC，看门狗振荡器，PLL等。锁相环可以输出一个稳定且频率较高的时钟。我们需要一个频率高于12MHz主时钟，所以使用PLL锁相环来产生main clock。

system clock：系统时钟由主时钟分频而来，这个系统时钟主要是给CPU，AHB上面的各种外设提供时钟来源，系统时钟可以等于等于主时钟，但是系统时钟不能超过50MHz(主时钟不能超过100MHz，user manual描述如此)。

时钟选择具体操作如下：

首先我们知道，在IAR工程里面，相关的时钟初始化操作是在mian函数之前完成的。参考启动代码可知，在单片机启动过程中，会调用SystemInit()这个函数，这个函数里面就是时钟配置的相关代码。我们找到这个函数，将其修改为调用E3V_sysclock_init()函数，然后我们就可以开始编写自己的时钟初始化函数了。用为PLL的输入来源可以使单片机内部的12MHz IRC，也可以是来自外部的12MHz晶振，所以我们通过E3V_PLL_USE_IRC和E3V_PLL_USE_XTAL_12M这两个宏进行条件编译，用户可以自行选择采用哪个源来作为PLL的输入。

xxx_pll_init()函数设置主时钟（main clock）的大小，之后再设置system clock的分频系数，得到系统时钟。

1. /****************************************************************
   
2. * 功能:初始化PLL得到main_clock,并将其分频得到system_clock
   
3. * 参数:无
   
4. * 修改:2018-11-28
   
5. *****************************************************************/
   
6. void E3V_sysclock_init(void)
   
7. {
   
8. #if   defined(E3V_PLL_USE_IRC)
   
9.     E3V_irc_pll_init(E3V_MAIN_CLOCK_MHZ);
   
10.       
    
11. #elif   defined(E3V_PLL_USE_XTAL_12M)
    
12.     E3V_xtal_pll_init(E3V_MAIN_CLOCK_MHZ);
    
13. 
    
14. #else  
    
15.     E3V_irc_pll_init(E3V_MAIN_CLOCK_MHZ);
    
16.    
    
17. #endif   
    
18.     E3V_set_systemclock(E3V_SYSClK_DIV);
    
19. }
    
20. 
    
21. /****************************************************************
    
22. * 功能:启动代码会调用这个函数，进行时钟初始化
    
23. * 参数:无
    
24. * 修改:2018-11-28
    
25. *****************************************************************/
    
26. void SystemInit(void)
    
27. {
    
28.    
    
29.     E3V_sysclock_init();
    
30.    
    
31. }

复制代码

PLL倍频设置里面，有几个重要的参数，分别是：M, P, FCLKOUT, FCLKIN, FCCO。相关的寄存器主要是SYSPLLCTRL（里面的msel和psel）

他们的关系可以用以下的等式来表示：

    /* M = msel + 1
     * P = 2^psel = 1,2,4,8 (pesl = 0,1,2,3)
     * FCLKOUT = FCLKIN * M = 12MHz * M
     * FCCO = FCLKOUT * 2 * P (FCCO range in 156 to 320 MHz)        
     */

在在这里，里面有些参数已经是确定值了，而有些是有选择范围的：

FCLKIN = 12 已确定;

1<M<32,M为正整数;

P = 1,2,4,8, 取值四选一;

156<FCCO<320。

通过这写约束条件，就可以得出FCLKOUT的几种输出的组合方式，在这里main clock = FCLKOUT, 所以可以通过用户设定的参数，设定main clock的大小，利用swich case语句进行不同的参数配置：

1.     switch (mainclock)
   
2.     {
   
3.     case MAIN_CLOCK_24M:
   
4.         Chip_Clock_SetupSystemPLL(1, 2);    //M = 2, P = 4
   
5.         break;
   
6.     case MAIN_CLOCK_36M:
   
7.         Chip_Clock_SetupSystemPLL(2, 2);    //M = 3, P = 4
   
8.         break;
   
9.     case MAIN_CLOCK_48M:
   
10.         Chip_Clock_SetupSystemPLL(3, 1);    //M = 4, P = 2
    
11.         break;
    
12.     case MAIN_CLOCK_60M:
    
13.         Chip_Clock_SetupSystemPLL(4, 2);    //M = 5, P = 4
    
14.         break;
    
15.     case MAIN_CLOCK_72M:
    
16.         Chip_Clock_SetupSystemPLL(5, 1);    //M = 6, P = 2
    
17.         break;
    
18.     case MAIN_CLOCK_84M:
    
19.         Chip_Clock_SetupSystemPLL(6, 0);    //M = 7, P = 1
    
20.         break;        
    
21.     default:
    
22.         break;
    
23.     }

复制代码

main clock设置完成，对其分频即可得到system clock:

1. void E3V_set_systemclock(uint8_t Div)
   
2. {
   
3.         /* 系数为1~255, system_clock = main_clock/Div */
   
4.         Chip_Clock_SetSysClockDiv(Div);
   
5. 
   
6.         /* 选择PLL作为main clock源 */
   
7.         Chip_Clock_SetMainClockSource(SYSCTL_MAINCLKSRC_PLLOUT);
   
8. }

复制代码

如此，LPC11U68的时钟初始化就完成了，然后我们通过相关的宏，即可完成不同的时钟配置选择：

1. /****************************************************************
   
2. * 定义: E3V_PLL_USE_IRC
   
3. * 功能: 锁相环PLL的时钟源选择，共两个选项:内部振荡器IRC,外部12M晶振
   
4. * 选项: E3V_PLL_USE_IRC, E3V_PLL_USE_XTAL_12M
   
5. 
   
6. * 定义: E3V_MAIN_CLOCK_MHZ
   
7. * 功能: 设置main_clock的大小,单位MHz
   
8. * 选项: MAIN_CLOCK_72M,36M,48M,60M,72M,84M
   
9. 
   
10. * 定义: E3V_SYSClK_DIV
    
11. * 功能: 设置分频系数,main_clock分频得到system_clock
    
12. * 选项: 1~255
    
13. * 补充: 需要注意的是的 system_clock不能超过50MHz
    
14. *   即: E3V_MAIN_CLOCK_MHZ/E3V_SYSClK_DIV <50
    
15. *****************************************************************/
    
16. #define E3V_PLL_USE_IRC
    
17. 
    
18. #define E3V_MAIN_CLOCK_MHZ  MAIN_CLOCK_72M
    
19. 
    
20. #define E3V_SYSClK_DIV      2

复制代码

简单测试一下，主时钟配置为72M, 然后两分频得到36M的系统时钟，通过串口打印出来：

1.PLL实验.zip (313.57 KB, 下载次数: 5)

2018-12-3 01:31 上传

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stm1024

不错，支持一下。不过文档说明上是说最高支持50MHz，是否会因为主频过高导致一些控制紊乱？

NXP管管

长知识了