dsp学习笔记2-时钟及控制系统

1,.系统时钟来源:

时钟信号对于单片机来说是非常重要的, 它为单片机工作提供一个稳定的机器周期从而使系统能够正常运行。 时钟系统犹如人的心脏, 一旦有问题整个系统就崩溃。 我们知道 DSP 属于数字信号处理器, 也可以说是一种高级单片机, 若要它正常工作也必须为其提供时钟信号。 时钟信号是由时钟信号的源头(简称时钟源) 产生, 下面我们就来分析下 F28335 内部的时钟电路。 如图所示:

我们按照图中标号顺序分别介绍,从上图可以看到,F28335 的时钟源有两种:
(1) 采用外部振荡器作为时钟源(简称外部时钟) , 即在 XCLKIN 引脚提供一定频率的时钟信号, 也可以通过复用的 X1 引脚提供, 即由其他数字系统或外部振荡器引入。
(2) 采用 F28335 内部振荡器作为时钟源(简称内部时钟) , 在 X1 和 X2 引脚之间连接一个晶体就可以产生时钟源。
①外部时钟源信号接入方法有 2 种, 分别针对的是电压为 3.3V 的外部时钟和 1.9V 的外部时钟。
(A) 外部时钟信号接入方式 1, 即采用 3.3V 的外部时钟。 如图 7.1.2 所示:

3.3V 外部时钟信号直接接入 XCLKIN 引脚, X1 引脚接 GND, X2 引脚悬空, 系 统内高电平不能超过 VDDIO, 即 3.3V。
(B) 外部时钟信号接入方式 2, 即采用 1.9V 的外部时钟。 如图 7.1.3 所示:

1.9V 外部时钟信号直接接入 X1 引脚, XCLKIN 引脚接 GND, X2 引脚悬空, 系统内高电平不能超过 VDD, 即 1.9V。
②内部时钟源信号接法如图 7.1.4 所示:

从上图可以看到 XCLKIN 引脚接地, X1 和 X2 引脚间接入了一个晶振。在实际的应用中, 我们一般不采用外部振荡器方式, 直接采用内部振荡器的方式更多一些。典型的接法是在 X1 和 X2 引脚间接入一个 30MHz 晶振,选择 30MHZ晶振是因为若直接采用更高频率晶振, 不仅价格会上升, 而且晶振电路还需要做EMC 处理, 即需要设计特殊的晶振电路, 而 30MHZ 晶振目前是比较容易获取的。
(3) 我们知道 F28335 工作的最高主频是 150MHz, 但实际提供的晶振是30MHZ, 我们希望 CPU 能工作在最高主频上, 这时怎么能让这 30M 转变成 150M供 CPU 工作呢? 这就需要提到 F28335 内部的 PLL 锁相环了。 从上图可以看到,内部信号时钟源与外部信号时钟源通过异或门后选择接入成为 OSCCLK 即振荡器时钟信号, 该信号受到寄存器 PLLSTS(OSCOFF) 位控制, 该位置 1 即开关合上,振荡器信号允许通过, 然后分两路传输, 一路直接过去, 另一路经过 PLL 锁相环模块。 一般不能直接使用 OSCCLK 信号, 该信号的频率是由石英晶体产生, 频率不够高, 需要进入锁相环倍频和分频后才能使用, 所以要使能 PLL 锁相环, 即对寄存器 PLLSTS(PLLOFF) 位控制。 使能后通过寄存器 PLLCTR 来设置倍频数, 倍频值最大可设置为 10, 通常我们就设置倍频数为10, 这样通过 PLL 后的时钟信 号 VCOCLK 即为 300MHZ。 因为 F28335 芯片最高工作频率是 150MHZ, 所以此时还不能直接 CPU 内核使用, 还需要对其分频处理, 可通过寄存器 PLLSTS(DIVSEL)
位来设置分频系数, 为了使 CPU 工作在最高频率下, 通常设置分频系数为 2, 即最终时钟信号 CLKIN 为 150MHZ 供给 CPU。

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