時鐘模式配置以及在MCU應(yīng)用

時鐘模式的配置以及使用對MCU來說一直是最基礎(chǔ)的東西，在何種情況下使用哪一種時鐘模式是我們在使用MCU的過程中最常見的問題之一。

Kinetis系列微控制器具有復(fù)雜的時鐘系統(tǒng)，時鐘系統(tǒng)中多功能時鐘發(fā)生器、鎖相環(huán)、鎖頻環(huán)、晶振系統(tǒng)等功能模塊相互之間的協(xié)調(diào)工作能為MCU以及各種外設(shè)模塊提供穩(wěn)定的時鐘源。通過對KL25時鐘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置方法的剖析，以及對多功能時鐘發(fā)生器運行機制的梳理，提出了時鐘源性能的測試方法以及各外設(shè)模塊時鐘源的選擇方法。

可見，時鐘的正確合理配置對于MCU以及各種外設(shè)模塊來說是非常重要的，下面我將著重介紹八種模式的時鐘如何正確配置。

KL25芯片的時鐘系統(tǒng)包含2路內(nèi)部參考時鐘以及1路外部參考時鐘。內(nèi)部參考時鐘分為高頻4MHz和低頻32KHz，可作為MCU的時鐘源或可選外設(shè)時鐘MCGIRCLK。1路外部參考時鐘通過系統(tǒng)振蕩器利用外部引腳XTAL與EXTAL接入時鐘系統(tǒng)，支持低頻32KHz或高頻3MHz~8MHz和8MHz~32MHz，其可作為MCU的時鐘源或可選外設(shè)時鐘OSCERCLK和ERCLK32K。

由上圖可知，KL25時鐘系統(tǒng)的內(nèi)部參考時鐘和外部參考時鐘均接入到多功能時鐘發(fā)生器MCG，通過MCG模塊內(nèi)部包含的一個鎖頻環(huán)FLL以及一個鎖相環(huán)PLL可以實現(xiàn)對相應(yīng)參考時鐘倍頻。鎖相環(huán)FLL可以接收內(nèi)外參考時鐘作為時鐘源，而鎖相環(huán)PLL只能使用外部參考時鐘。

通過MCG的各時鐘信號會通過系統(tǒng)集成模塊SIM分配到各個指定的系統(tǒng)功能模塊上，同時SIM還提供了2個分頻器OUTDIV1、OUTDIV4，通過不同分頻使得在同一個MCGOUTCLK時鐘源驅(qū)動的情況下生成系統(tǒng)以及總線時鐘。

各種模式與工作態(tài)的關(guān)系：

八種時鐘模式相互轉(zhuǎn)換示意圖：

Kinetis系列MCU的時鐘系統(tǒng)可以通過內(nèi)外參考時鐘將頻率信號源接入到芯片，由多功能時鐘發(fā)生器MCG為各個功能模塊提供所需要的時鐘源，利用CG等門控模塊啟停系統(tǒng)功能模塊時鐘和時鐘分配機制為各功能模塊在滿足其工作要求的前提下選擇相對比較低的模塊工作頻率，這樣既可以做到功能模塊的正常工作以及保證功耗為最低。