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          SAM4E單片機(jī)之旅——9、UART與MCK之MAINCK

          作者: 時(shí)間:2017-02-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            為得到更高的帶寬,需要使用更高的波特率。波特率的計(jì)算已經(jīng)介紹過了,現(xiàn)在就嘗試下調(diào)整外設(shè)的時(shí)鐘頻率。可以有多種方法調(diào)整外設(shè)時(shí)鐘(MCK)的頻率,這里先介紹先主要時(shí)鐘(MAINCK)的設(shè)置,其中包括外部晶振的使用。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201702/344242.htm

            外設(shè)的時(shí)鐘(MCK)可以在慢時(shí)鐘(SLCK)、主要時(shí)鐘(MAINCK)和MAINCK經(jīng)鎖相環(huán)升頻后的時(shí)鐘PLLACK三者中選擇,并可以對(duì)選擇的時(shí)鐘進(jìn)行分頻。重置時(shí),MCK使用的時(shí)鐘為MAINCK,且不分頻。

            MAINCK可以選擇使用一個(gè)嵌入的快速RC振蕩器,或是一個(gè)晶體振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘。快速RC振蕩器啟動(dòng)時(shí)間較短,但不是太精確;而晶體振蕩器則相反。同時(shí),RC振蕩器可以選擇輸出時(shí)鐘的頻率(4/8/12 MHz)。重置時(shí),MAINCK使用RC振蕩器,頻率為4 MHz。

            一、 使用芯片嵌入的快速RC振蕩器

            在PMC時(shí)鐘產(chǎn)生器主要振蕩器寄存器(CKGR_MOR)中,可以對(duì)MAINCK進(jìn)行一系列的設(shè)置。注意,在修改該寄存器的值時(shí),需要同時(shí)往其KEY字段寫入一個(gè)魔數(shù):0x37,否則寫入不生效。

            使能快速RC振蕩器。在設(shè)置RC振蕩器的頻率之前,需要先使能它,并且要等到它運(yùn)行穩(wěn)定(即不能同時(shí)使能RC振蕩器和設(shè)置它的頻率):

            /* 使能RC震蕩器 */

            PMC->CKGR_MOR = CKGR_MOR_KEY_PASSWD /* 密碼 */

            | (PMC->CKGR_MOR| CKGR_MOR_MOSCRCEN)

            ;

            /* 等待時(shí)鐘穩(wěn)定 */

            while(!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCRCS))

            ;

            設(shè)置RC振蕩器頻率為12 Mhz。設(shè)置后同樣需要等待它運(yùn)行穩(wěn)定。

            /* 設(shè)置快速RC振蕩器頻率為12 MHz */

            PMC->CKGR_MOR = CKGR_MOR_KEY_PASSWD

            | (PMC->CKGR_MOR & ~CKGR_MOR_MOSCRCF_Msk)

            | CKGR_MOR_MOSCRCF_12_MHz

            ;

            /* 等待穩(wěn)定 */

            while(!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCRCS))

            ;

            為MAINCK選擇快速RC振蕩器。

            /* 切換至RC振蕩器 */

            PMC->CKGR_MOR = CKGR_MOR_KEY_PASSWD

            | (PMC->CKGR_MOR & ~CKGR_MOR_MOSCSEL)

            ;

            /* 等待切換完成 */

            while (!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCSELS))

            ;

            設(shè)置。此時(shí),若將_BRGR中CD字段的值設(shè)為13,則理論的波特率值為 12M/(16 * 13) = 57692 Hz,若PC端選擇使用57600 Hz的波特率,則誤差約為0.16%。

            1UART0->UART_BRGR = UART_BRGR_CD(13 );

            接下來,將PC端串口的波特率設(shè)置為57600 Hz,嘗試下通信是否正常。

            若在PC端接收到的是亂碼,可能就是RC振蕩器不夠精確引起的。其產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率受工作溫度和電壓等因素的影響,所以需要校準(zhǔn)??梢酝ㄟ^PMC振蕩器校準(zhǔn)寄存器(PMC_OCR)來進(jìn)行校準(zhǔn),但在這里不做討論。

            二、 使用外部晶振

            可以使用一個(gè)外部的晶振以提供更為精確的頻率。使用的晶振是由開發(fā)板攜帶的,在芯片手冊(cè)中,對(duì)其的介紹為“3~20 MHz晶振”,即表示具體的頻率是由開發(fā)板的生產(chǎn)廠家決定的。晶振的一個(gè)缺點(diǎn)是需要一定的啟動(dòng)時(shí)間,而且由于芯片無法了解使用的芯片的具體信息,所以用戶必須手動(dòng)指定這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間。

            _EK所攜帶的晶振的頻率為12 MHz,啟動(dòng)時(shí)間為15625 us。具體可以查閱開發(fā)板的電路圖:

          wps_clip_image-3865

           

            或者也可以參考頭文件“sam4e_ek.h”中相關(guān)的定義:

            /** Board oscillator settings(晶振頻率) */

            #define BOARD_FREQ_MAINCK_XTAL (12000000U)

            /** board main clock xtal statup time (主要時(shí)鐘晶振啟動(dòng)時(shí)間)*/

            #define BOARD_OSC_STARTUP_US 15625

            接下來就可以進(jìn)行具體的設(shè)置了。

            使用新的頭文件?,F(xiàn)在需要了解開發(fā)板相關(guān)的信息,所以需要使用新的頭文件:

            //#include 

            #include 

            但是在新的頭文件中,修改CKGR_MOR密碼的宏沒有定義,所以需要自己定義:

            1#define CKGR_MOR_KEY_PASSWD CKGR_MOR_KEY(0x37)

            禁用PB8和PB9引腳的輸出。這一步是可選的。PB8和PB9的系統(tǒng)功能分別是XOUT和XIN,即是使用晶振時(shí)要用到的引腳。由于PIO控制器中的配置對(duì)引腳的輸入沒有影響,所以無需配置引腳的復(fù)用,只需禁用輸出即可。

            /* 禁用PB8和PB9引腳的輸出 */

            Pio* xtal_pio = PIOB;

            const uint32_t pio_mask = PIO_PB8 | PIO_PB9;

            xtal_pio->PIO_PER = pio_mask;

            xtal_pio->PIO_ODR = pio_mask;

            計(jì)算晶振啟動(dòng)時(shí)間參數(shù)。需要制定一個(gè)16位的值(MOSCXTST)來表明晶振啟動(dòng)的時(shí)間,具體計(jì)算方法為:?jiǎn)?dòng)時(shí)間 = MOSCXTST * 8 * SLCK周期。

            uint32_t slowck_freq = CHIP_FREQ_SLCK_RC;

            volatile uint32_t xt_start =

            (BOARD_OSC_STARTUP_US * slowck_freq / 8 / 1000000);

            if (xt_start > 0xFF)

            xt_start = 0xFF;

            使能晶振,并等待其運(yùn)行穩(wěn)定。使能晶振時(shí),必須同時(shí)使用旁路模式。

            PMC->CKGR_MOR = CKGR_MOR_KEY_PASSWD

            | (PMC->CKGR_MOR & ~CKGR_MOR_MOSCXTBY)

            | CKGR_MOR_MOSCXTEN

            | CKGR_MOR_MOSCXTST(xt_start)

            ;

            /* 等待晶振運(yùn)行穩(wěn)定 */

            while (!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCXTS))

            ;

            讓MAINCK切換為晶振時(shí)鐘源,并等其運(yùn)行穩(wěn)定。

            /* 切換至晶振 */

            PMC->CKGR_MOR |= CKGR_MOR_KEY_PASSWD

            | CKGR_MOR_MOSCSEL ;

            /* 等待切換完成 */

            while (!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCSELS))

            ;

            由于MCK的時(shí)鐘并未改變,均是12 MHz,所以不用修改UART的設(shè)置,就可以正常通信了。



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