CW32L083系列MCU系統(tǒng)時鐘詳解

時鐘是單片機運行的基礎(chǔ)，是同步單片機各個模塊工作時序的最小時間單位。時鐘的速度取決于外部晶振或內(nèi)部RC振蕩電路。單片機擁有豐富的外設(shè)，但實際使用的時候只會用到有限的外設(shè)，且有的外設(shè)需要高速時鐘提升性能，有的外設(shè)需要低速時鐘降低功耗或提高抗干擾能力，因此單片機采用多種時鐘源來解決此問題。

下面將詳細介紹如何配置CW32L083產(chǎn)品的系統(tǒng)時鐘。

CW32L083一共有5個系統(tǒng)時鐘來源LSI，LSE，HSI，HSE，PLL；可以按照時鐘頻率分為高速時鐘源和低速時鐘源，也可根據(jù)來源分為內(nèi)部時鐘源和外部時鐘源。

? 外部高速時鐘（HSE）

? 外部低速時鐘（LSE）

? 內(nèi)部高速時鐘（HSI）

? 內(nèi)部低速時鐘（LSI）

? 鎖相環(huán)時鐘（PLL）

鎖相環(huán)時鐘由HSE時鐘或HSI時鐘經(jīng)鎖相環(huán)PLL倍頻（2~12 倍）產(chǎn)生。

下圖為CW32L083的系統(tǒng)內(nèi)部時鐘樹，由圖可以看到HSI時鐘是由內(nèi)部高速RC振蕩器HSIOSC經(jīng)過分頻后產(chǎn)生的，分頻系數(shù)是通過內(nèi)置高頻時鐘控制寄存器SYSCTRL_HSI的DIV位域進行設(shè)置，有效分頻系數(shù)為1，2，4，6，8，10，12，14，16。系統(tǒng)時鐘SysClk可選的5個時鐘源如上文所示。

圖：CW32L083的系統(tǒng)內(nèi)部時鐘樹

SysClk分頻可以產(chǎn)生高級高性能總線時鐘HCLK，作為M0+內(nèi)核，SysTick，DMA，F(xiàn)LASH，CRC，GPIO等模塊的配置時鐘及工作時鐘，分頻系數(shù)是通過系統(tǒng)控制寄存器SYSCTRL_CR0的HCLKPRS位域設(shè)置，有效分頻系數(shù)為2^n(n = 0~7)。而外設(shè)時鐘PCLK，是由HCLK經(jīng)過分頻產(chǎn)生，通過配置系統(tǒng)控制器SYSCTRL_CR0的PCLKPRS位域設(shè)置，有效的分頻系數(shù)為2^n(n= 0~3)，可作為GTIM，BTIM，ATIM等定時器以及SPI，I2C，UART等外設(shè)的配置時鐘和工作時鐘。CW32L083還有兩個低速時鐘源，RC10K的時鐘可作為獨立看門狗的計數(shù)時鐘以及GPIO端口中斷輸入信號的濾波時鐘使用，RC150K時鐘可以作為LVD和VC數(shù)字濾波模塊的濾波時鐘以及GPIO端口中斷輸入信號的濾波時鐘使用。

CW32L083默認系統(tǒng)時鐘為HSIOSC的6分頻，即8MHz時鐘，下面介紹時鐘配置方法，CW32L083有豐富的時鐘配置函數(shù)，內(nèi)部FLASH存儲器支持最快24MHz頻率的操作時鐘，當配置HCLK頻率大于24MHz時，需要通過FLASH控制寄存器FLASH_CR2的WAIT位域來配置插入等待HCLK周期個數(shù)。大于24MHz，小于等于48MHz時，需要插入2個等待周期；大于48MHz時，需要插入3個等待周期。

1.HSI的時鐘配置

在HSI小于等于24MHz的時候，可以不用配置FLASH等待周期

RCC_HSI_Enable( RCC_HSIOSC_DIV2 );

//內(nèi)部高速時鐘2分頻SysClk=24MHz

RCC_HSI_Enable( RCC_HSIOSC_DIV6 );

//內(nèi)部高速時鐘6分頻SysClk=8MHz，當HSI配置大于24MHz的時候，需要配置FLASH等待周期

__RCC_FLASH_CLK_ENABLE();

//使能FLASH配置時鐘

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

//頻率大于24MHz，小于48MHz需要配置FlashWait=2

RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV1);

//內(nèi)部高速時鐘1分頻SysClk=48MHz

2.HSE的時鐘配置

RCC_HSE_Enable(RCC_HSE_MODE_OSC,16000000,RCC_HSE_DRIVER_NORMAL,RCC_HSE_FLT_CLOSE);

//開啟HSE時鐘，HSE的頻率范圍為4MHz-32MHz

RCC_SysClk_Switch( RCC_SYSCLKSRC_HSE );

//切換系統(tǒng)時鐘為外部高速時鐘

3.LSI的時鐘配置

RCC_LSI_Enable();

//開啟內(nèi)部低速時鐘LSI

RCC_SysClk_Switch( RCC_SYSCLKSRC_LSI );

//切換系統(tǒng)時鐘到LSI

4.LSE的時鐘配置

RCC_LSE_Enable(RCC_LSE_MODE_OSC,RCC_LSE_AMP_LARGER,RCC_LSE_DRIVER_LARGER);

//開啟外部低速時鐘LSE

RCC_SysClk_Switch( RCC_SYSCLKSRC_LSE );

//切換系統(tǒng)時鐘到LSE

5.PLL的時鐘配置

CW32L083的PLL輸入可以是HSI和HSE,下面以HSE為例

RCC_HSE_Enable( RCC_HSE_MODE_OSC, 16000000, RCC_HSE_DRIVER_NORMAL, RCC_HSE_FLT_CLOSE );

//開啟外部高速時鐘HSE，頻率需要根據(jù)實際晶體頻率進行填寫

RCC_AHBPeriphClk_Enable(RCC_AHB_PERIPH_FLASH,ENABLE); RCC_PLL_Enable(RCC_PLLSOURCE_HSEOSC,16000000,RCC_PLL_MUL_2);

//開啟PLL，PLL輸入為HSE

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

//頻率大于24MHz,小于等于48MHz需要配置FlashWait=2

RCC_SysClk_Switch( RCC_SYSCLKSRC_PLL );

//切換系統(tǒng)時鐘到PLL

上面所描述的是用庫函數(shù)來配置CW32L083的系統(tǒng)時鐘，接下來舉例用寄存器來配置64MHz的系統(tǒng)時鐘，思路是先將HSIOSC六分頻得到8MHz的HSI,然后通過PLL倍頻至64MHz。

//開啟HSI時鐘
CW_SYSCTRL->HSI=(5HSI&SYSCTRL_HSI_STABLE_Msk)!=SYSCTRL_HSI_STABLE_Msk) 
//Wait stable
 {
        ;
 }

//設(shè)置PLL參數(shù)
    CW_SYSCTRL->PLL = (RCC_PLL_WAITCYCLE_16384 | \
      ((uint32_t)(0x07 << SYSCTRL_PLL_FREQOUT_Pos)) | \
      ((uint32_t)(0x08 << SYSCTRL_PLL_MUL_Pos)) | \
      ((uint32_t)(0x01 << SYSCTRL_PLL_FREQIN_Pos)) | \
      ((uint32_t)(0x03 << SYSCTRL_PLL_SOURCE_Pos)));

// SYSCTRL_PLL_FREQOUT_Pos是PLL輸出時鐘頻率范圍配置因為是輸出64MHz，需要設(shè)置為1xx
// SYSCTRL_PLL_MUL_Pos是PLL倍頻系數(shù)配置位域，因為本例需倍頻8倍，設(shè)置為0x08
// SYSCTRL_PLL_FREQIN_Pos是PLL輸入時鐘頻率范圍配置，本例HSI經(jīng)分頻之后為8MHz，設(shè)置為01
// SYSCTRL_PLL_SOURCE_Pos是PLL輸入時鐘來源選擇，HSI時鐘，設(shè)置為11


//使能PLL
    CW_SYSCTRL->CR1 |= SYSCTRL_BYPASS | SYSCTRL_CR1_PLLEN_Msk;    
//Enable PLL

//等待PLL時鐘穩(wěn)定


   while((CW_SYSCTRL->PLL&SYSCTRL_PLL_STABLE_Msk)!=SYSCTRL_PLL_STABLE_Msk)
    {
        ;
    }

    CW_SYSCTRL->AHBEN_f.FLASH = 1;
    CW_FLASH->CR2 = 0x5A5A0000 | ((uint32_t)0x00000002);
//頻率為64MHz,配置3個等待周期。

//轉(zhuǎn)換時鐘 
CW_SYSCTRL->CR0 = ((((CW_SYSCTRL->CR0 & (~SYSCTRL_BYPASS_MASK)) | SYSCTRL_BYPASS) & (~SYSCTRL_CR0_SYSCLK_Msk)) | ((0x00000002U)));

    RCC_SystemCoreClockUpdate(RCC_Sysctrl_GetHClkFreq());

配置完成之后，可以通過RCC_PLL_OUT(),看到輸出頻率。除了上述功能，CW32L083還可以通過配置GPIO口直接輸出時鐘端口，方便用戶進行測試。

RCC_HCLK_OUT() //PA04輸出HCLK時鐘

RCC_PCLK_OUT() //PA03輸出PCLK時鐘

RCC_HSE_OUT() //PC15輸出HSE時鐘

RCC_HSI_OUT() //PB00輸出HSI時鐘

RCC_LSE_OUT() //PB12輸出LSE時鐘

RCC_LSI_OUT() //PD05輸出LSI時鐘

RCC_PLL_OUT() //PC13輸出PLL時鐘

以上是CW32L083時鐘部分的介紹，CW32其他型號亦可參考此篇文檔。