S08_06_Freescale HCS08單片機內部時鐘生成器

1、Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaFreescale 單片機原理及應用單片機原理及應用 Freescale HCS08單片機內部時鐘生成器單片機內部時鐘生成器Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Hu

2、azhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaSlide 1Slide 1Freescale HCS08單片機內部時鐘生成器單片機內部時鐘生成器:理解S08系列MCU的內部時鐘發(fā)生器模塊的原理；了解ICG模塊寄存器的功能；掌握ICG模塊應用設計；初步認識“對MCU外部管腳/內部模塊的控制正是通過Regs的控制來實現”Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong U

3、niversity of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China 內部結構 ICG復用PTG6和PTG5兩個I/O引腳 用于產生MC9S08AW60系列MCU內部模塊時鐘。CPU、RTI、TPM、IIC、SCI、ADC、RAM、Flash等模塊的時鐘均由ICG模塊產生Slide 24.1 AW60的內部時鐘生成器模塊概述的內部時鐘生成器模塊概述Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong Univ

4、ersity of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China 內部結構 ICG模塊為內部其他模塊提供的時鐘源有ICGOUT、FFE、ICGLCLK、ICGERCLK等。 ICGOUT輸出時鐘即CPU時鐘，總線時鐘為ICGOUT時鐘2分頻。 MCU內部的一些模塊可以選擇不同時鐘源作為模塊時鐘Slide 34.1 AW60的內部時鐘生成器模塊概述的內部時鐘生成器模塊概述Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Hua

5、zhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China除了關斷（Off）模式外，ICG具有4種工作模式：自供時鐘Self-Clocked（SCM）啟用FLL且采用內部時鐘源模式（FEI，FLL Engaged Internal）旁路FLL且采用外部時鐘源模式（FBE，FLL Bypassed External）啟用FLL且采用外部時鐘源模式（FEE，FLL Engaged External）Slide 44.2 ICG模塊的工作模式模塊的工作模式Copyright Yang Ming. 2011.Ele

6、ctronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China除了關斷（Off）模式外，ICG具有4種工作模式：自供時鐘Self-Clocked（SCM） SCM模式是MCU的默認工作模式，在復位后立即進入。 在這種模式下，FLL處于開環(huán)狀態(tài)，MCU不需要外接晶振，所以晶振引腳PTG6和PTG5均可作為通用I/O引腳。 ICGOUT的頻率fSelf_reset通常為8MHz左右，這樣無須用戶編程就可以快速

7、、可靠地得到 4MHz的總線頻率。Slide 54.2 ICG模塊的工作模式模塊的工作模式Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China除了關斷（Off）模式外，ICG具有4種工作模式：啟用FLL且采用內部時鐘源模式（FEI） MCU同樣不需要外接晶振，而是使用內部FLL對內部243kHz的參考時鐘IRG進行倍頻生成ICGOUT時鐘

8、頻率，即fICGOUT(fIRG/7)64N/R 式中，fIRG的典型值為243000Hz；N為倍頻因子，取值范圍從4到18，按2遞增；R為分頻因子，取值范圍從1到128，按2的n次冪遞增；N和R都是通過控制寄存器ICGC2中的MFD位和RFD位設定的Slide 64.2 ICG模塊的工作模式模塊的工作模式Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074,

9、P.R. China除了關斷（Off）模式外，ICG具有4種工作模式：旁路FLL且采用外部時鐘源模式（FBE） 在這種模式下，ICG內部PLL被旁路，MCU不再使用倍頻電路，而僅僅對外部時鐘ICGERCLK進行分頻生成系統(tǒng)時鐘，即fICGOUT fEXT/R 式中，R為分頻因子，取值范圍從1到128，按2的n次冪遞增，可通過控制寄存器ICGC2中的RFD位設定 當外接晶振時，晶振的頻率必須處于32100kHz的低頻范圍或者116MHz的高頻范圍，此時還應該確保ICG1寄存器中的REFS被設置為1Slide 74.2 ICG模塊的工作模式模塊的工作模式Copyright Yang Ming. 2

10、011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China除了關斷（Off）模式外，ICG具有4種工作模式：啟用FLL且采用外部時鐘源模式（FEE） 在這種模式下，MCU使用內部的FLL對外部參考時鐘ICGERCLK進行倍頻生成系統(tǒng)時鐘，即fICGOUT fEXT P N/R 式中，外接晶振頻率fEXT=32100kHz低頻范圍時P=64，外接晶振頻率fEXT=210MHz高頻范圍時P=

11、1；N為倍頻因子，取值范圍從4到18，按2遞增；R為分頻因子，取值范圍從1到128，按2的n次冪遞增；N和R都通過控制寄存器ICGC2中的MFD位和RFD位設定。 當外接晶振時應該設定ICG1寄存器中的REFS位為1；當外接時鐘源時應該設定ICG1寄存器中的REFS位為0；Slide 84.2 ICG模塊的工作模式模塊的工作模式Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hub

12、ei 430074, P.R. China 外部時鐘連接和外部晶振連接Slide 94.3 外部管腳連接外部管腳連接Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模塊寄存器模塊寄存器ICG具有的4種工作模式（SCM、FEI、FBE和FEE）都是通過ICG模塊的寄存器進行設定。ICG模塊具有： 兩個8位的控制寄存器（IC

13、GC1、ICGC2） 兩個8位的狀態(tài)寄存器（ICGS1、ICGS2） 一個12位的濾波寄存器（ICGFLT） 一個8位的調整寄存器（ICGTRM）對ICG模塊的設定正是通過對這些寄存器的設定來實現。Slide 10Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模塊寄存器模塊寄存器ICG控制寄存器1（ICGC1）Slid

14、e 11Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模塊寄存器模塊寄存器ICG控制寄存器1（ICGC1）Slide 12Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University

15、 of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模塊寄存器模塊寄存器ICG控制寄存器2（ICGC2）Slide 13Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模塊寄存器模塊寄存器ICG狀態(tài)寄存器1（ICGS1）Slide 14Copyr

16、ight Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模塊寄存器模塊寄存器ICG狀態(tài)寄存器1（ICGS1）Slide 15Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Scien

17、ce and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模塊寄存器模塊寄存器ICG狀態(tài)寄存器2（ICGS2）Slide 16Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模塊寄存器模塊寄存器ICG濾波寄存器（ICGFLTU, ICGFLTL） ICGFLT主要用于修

18、改SCM模式下的ICGOUT輸出頻率。 SCM模式下ICGOUT的輸出通常為8MHz頻率，這個頻率也通過改變FLT來改變。 除了SCM模式外，FLT位都是只讀的Slide 17Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.4 ICG模塊寄存器模塊寄存器ICG調整寄存器（ICGTRM） 內部生成的時鐘源允許在正常值的25%范圍內進

19、行調整。Slide 18Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.5 ICG模塊應用舉例模塊應用舉例ICG配置考慮Slide 19Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong Universit

20、y of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. China4.5 ICG模塊應用舉例模塊應用舉例ICG配置考慮Slide 20Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaSlide 214.5 ICG模塊應用舉例模塊應用舉例例例6.1 MC9S08AW60單片機系統(tǒng)中，外部

21、晶振頻率為32 kHz，編寫初始化代碼，把ICG設定為FEE模式，并將32 kHz的晶振通過內部FLL倍頻到8.38 MHz以獲得4.19 MHz的總線頻率。 當MCU復位之后，ICG處于自供時鐘模式（SCM），ICGOUT的輸出頻率約為8 MHz，對應于4 MHz的總線頻率（fBus）。 因為要配置成為FLL啟動、外部參考源模式（FEE），因此fICGOUT = fEXTPN/R， P=64，fEXT=32kHz 解得N/R=8.38 MHz /(32kHz64)=4 可選擇N=4，且R=1。 為了達到設計目標應該設定的各個寄存器的值如表6-12所示。Copyright Yang Ming.

22、 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaSlide 224.5 ICG模塊應用舉例模塊應用舉例Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei

23、 430074, P.R. ChinaSlide 234.5 ICG模塊應用舉例模塊應用舉例例例6.1 MC9S08AW60單片機系統(tǒng)中，外部晶振頻率為32 kHz，編寫初始化代碼，把ICG設定為FEE模式，并將32 kHz的晶振通過內部FLL倍頻到8.38 MHz以獲得4.19 MHz的總線頻率。 采用查詢方式的參考代碼如下：ICG_FEE_Init:; ICG初始化子程序MOV#$38, ICGC1; 使用外部晶振，FEE模式MOV#$00, ICGC2; 取N=4，R=1BRCLR3, ICGS1, *; 查詢FLL是否鎖定，LOCK位為1表明FLL已經鎖定RTS; FLL已經鎖定，退出

24、子程序Copyright Yang Ming. 2011.Electronics and Information Engineering Department of Huazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P.R. ChinaSlide 244.5 ICG模塊應用舉例模塊應用舉例例例6.2 MC9S08AW60單片機系統(tǒng)中，沒有外部晶振，編寫ICG模塊初始化代碼以獲得10MHz以上的總線頻率。 當MCU復位之后，ICG處于自供時鐘模式（SCM），ICGOUT的輸出頻率約為8 MHz，對應于4 MHz的總線頻率（fBus）。 可以在MCU復位后通過軟件初始化ICG，將FLL設定在FEI模式，然后倍頻內部243KHz參考時鐘到20MHz以上以獲得高于10MHz的總線頻率。 因為要將時鐘配置為FEI，因此：fICGOUT = (fIRG / 7)P N / R； P=64，fIRG=243kHz 取fICGOUT =22.217MHz，解得：N / R= 22.217MHz / ( (243 kHz / 7) 64)=10 可選擇N = 10，且R = 1。 為達到設計目標應該設定的各個寄存器的