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1、第7章LPC2132系统结构资源,系统控制模块,系统控制模块概述,系统控制模块包括一些系统构件和控制寄存器，它们具有众多与芯片内其它外设无关的功能。系统控制模块包括：系统时钟单元、复位、外部中断输入、存储器映射控制、功率控制和唤醒定时器。,系统时钟,系统时钟概述,CPU正常工作需要有合适的时钟信号，包括ARM7内核使用的CCLK时钟，和芯片外设使用的PCLK时钟。 通过LPC2000系列微控制器的时钟产生单元产生ARM7内核和芯片外设正常工作所需要的时钟节拍。,系统时钟,系统时钟概述,FOSC,CPU时钟结构,系统时钟,时钟产生单元,时钟产生单元包括晶体振荡器、锁相环振荡器（PLL）和VPB分
2、频器。,系统时钟,晶体振荡器,LPC2000微控制器可以使用内部的晶体振荡器产生时钟信号，也可以从外部引入时钟信号。,从属模式,振荡模式,系统时钟,晶体振荡器,使用从属模式时，时钟信号通过X1引脚从外部输入，输入频率范围：150（MHz），其幅度不小于200m Vrms。,系统时钟,晶体振荡器,使用振荡模式时，时钟信号由内部晶体振荡器和外部连接的晶体振荡产生，振荡频率范围：130（MHz）。,系统时钟,晶体振荡器,注意：如果使用了ISP下载功能或者连接PLL提高频率，则输入的时钟频率范围必须在1025（MHz）之间。,从属模式,振荡模式,系统时钟,锁相环（PLL）,由晶体振荡器输出的时钟信号，
3、通过PLL升频，可以获得更高的系统时钟（CCLK）。 PLL接受的输入时钟频率范围为1025MHz，通过一个电流控制振荡器（CCO）倍增到1060MHz。,10MHz25MHz,10MHz60MHz,PLL,PLL内部结构,相位频率检测,CCO,10,2P分频,M分频,01,01,FOSC,FCCO,FCLK,晶体振荡器输入时钟,对输入的两路时钟信号进行相位频率检测，将两者差值以电流形式输出,电流控制振荡器，根据输入电流控制振荡频率,对输入时钟分频,输入时钟 2选1开关,振荡器产生的时钟频率Fosc通过PLL升频，可以获得更高的系统时钟Fcclk。CCO的振荡频率由“相位频率检测”部件控制，该
4、部件会比较Fosc信号和CCO输出的反馈信号的相位和频率，并根据误差输出不同的电流值，该电流值再控制CCO的振荡频率。这样的环路可以保证“相位频率检测”部件的两路输入信号非常接近。,PLL内部结构,相位频率检测,CCO,10,2P分频,M分频,01,01,FOSC,FCCO,FCLK,FCCO / 2P,FCCO / (2P*M),CCO自由振荡，输出频率FCCO,根据两个输入时钟的相位偏差，控制CCO。当两个时钟相位同步时，回路锁定。,PLL相关寄存器,PLL控制寄存器(PLLCON)：,PLLE：PLL使能，该位为1时将激活PLL并允许其锁定到指定的频率；,PLLC：PLL连接，当PLLE
5、为1，并且在PLL锁定后，该位为1，将把PLL作为时钟源连接到CPU，否则直接使用振荡器时钟。,注：其中“”表示该位保留，用户不要向该位写入1，读取的值将不确定,PLLC,PLLE,PLL相关寄存器,PLL控制寄存器(PLLCON)：,PLLC,PLLE,PLL相关寄存器,PLL控制寄存器(PLLCON)：,PLL配置寄存器(PLLCFG)：,MSEL4:0：PLL倍频器值，在PLL频率计算中其值为(M-1)；,PSEL1:0：PLL分频器值，在PLL频率计算中其值为P 。,PLL相关寄存器,PLL状态寄存器(PLLSETA)：,MSEL4:0、PSEL1:0、PLLE、PLLC：读出反映这几
6、个参数的设置值，写入无效；,PLOCK：反映PLL的锁定状态。为0时，PLL未锁定；为1时，PLL锁定到指定频率。,PLL相关寄存器,PLL馈送寄存器(PLLFEED)：,PLLFEDD7:0：PLL馈送序列必须写入该寄存器才能使PLL配置和控制寄存器的更改生效；,PLL相关寄存器,馈送序列为： 1.将值0xAA写入PLLFEED； 2.将值0x55写入PLLFEED。,PLL相关寄存器,PLL馈送寄存器(PLLFEED)：,PLL频率计算,回路锁定后：FOSC = FCCO / (2P M) FCLK = FOSC M,FOSC：晶振频率； FCCO ：CCO振荡器输出频率FCCLK：处理器
7、时钟频率； M：PLL倍频值 P：PLL分频值,必须满足的条件：FOSC范围：10MHz25MHz； FCCLK范围：10MHz60MHz； FCCO范围：156MHz320MHz；,系统时钟,锁相环（PLL）计算流程,1.选择处理器的工作频率(CCLK),2.选择振荡器频率(FOSC),3.计算M值配置MSEL位,4.计算P值配置PSEL位,根据处理器的整体要求、UART波特率的支持等因素来决定。外围器件的时钟频率可以低于处理器频率,CCLK 必须为FOSC的整数倍。,M = CCLK / FOSC，取值范围132。写入MSEL的值为(M-1)。,选择合适的P值，使FCCO在限制范围内。P只
8、能取1、2、4或8。写入PSEL的值为P。,系统时钟,锁相环（PLL）计算实例,系统要求：FOSC10MHz、CCLK 60MHz,1.计算M值：M CCLK / FOSC 6 ；,2.设置MSEL位：写入值为（M1）5；,3. 设置PSEL位：PFCCO/(CCLK2) （156320）/1201.32.67 所以P取整数2，PSEL写入值为2。,系统时钟,锁相环（PLL）注意要点,PLL在芯片复位或进入掉电模式时被关闭并旁路，在掉电唤醒后不会自动恢复PLL的设定；PLL只能通过软件使能；PLL在激活后必须等待其锁定，然后才能连接；PLL如果设置不当将会导致芯片的错误操作。,系统时钟,VPB
9、分频器,VPB分频器将PLL输出的时钟信号分频后作为芯片外设的时钟。,VPB分频器,系统时钟,VPB分频器,VPB分频器决定处理器时钟（CCLK）与外设器件所使用的时钟（PCLK）之间的关系。VPB用途1：通过VPB总线为外设提供所需的PCLK时钟，以便外设在合适的速度下工作；VPB用途2：在应用不需要任何外设全速运行时使功耗降低。,系统时钟,VPB分频器相关寄存器,VPB分频寄存器(VPBDIV)：,VPBDIV1:0：设置分频值，可以设定3个值；,XCLKDIV1:0：这些位用于控制LPC2200系列微控制器A23/XCLK引脚上的时钟驱动，取值编码方式与VPBDIV相同；,系统时钟,VP
10、B分频器相关寄存器,VPB分频寄存器(VPBDIV)：,系统时钟初始化流程,系统时钟初始化启动代码实例,/应当与实际一至晶振频率,10MHz25MHz，应当与实际一至#define Fosc 11059200 /系统频率，必须为Fosc的整数倍(132)，且=60MHZ#define Fcclk (Fosc * 4) /CCO频率，必须为Fcclk的2、4、8、16倍，范围为156MHz320MHz#define Fcco (Fcclk * 4) /VPB时钟频率，只能为(Fcclk / 4)的1、2、4倍#define Fpclk (Fcclk / 4) * 1,将系统内各时钟的频率定义为宏
11、，方便用户操作。,设置晶振频率,设置内核工作频率,设置CCO输出频率,设置外设工作频率,系统时钟初始化启动代码实例,使能PLL,设置VPB 分频值,C代码分析：,PLLCON = 1;#if (Fpclk / (Fcclk / 4) = 1 VPBDIV = 0;#endif#if (Fpclk / (Fcclk / 4) = 2 VPBDIV = 2;#endif#if (Fpclk / (Fcclk / 4) = 4 VPBDIV = 1;#endif. . .,注意：在启动代码中很多地方使用了条件编译的方法，根据用户定义的宏来决定要设置的值，可以方便用户使用。,系统时钟初始化启动代码实例
12、,设置PLL 分频值,C代码分析：,. . .#if(Fcco/Fcclk)=2 PLLCFG=(Fcclk/Fosc)-1)|(05);#endif#if(Fcco/Fcclk)=4 PLLCFG=(Fcclk/Fosc)-1)|(15);#endif#if(Fcco/Fcclk)= 8 PLLCFG=(Fcclk/Fosc)-1)|(25);#endif#if(Fcco/Fcclk)=16 PLLCFG=(Fcclk/Fosc)-1)|(35);. . .,系统时钟初始化启动代码实例,PLL馈送序列,等待PLL锁定,连接PLL,PLL馈送序列,C代码分析：,. . .PLLFEED = 0
13、xaa;PLLFEED = 0x55;while(PLLSTAT & (1 =10ms,=300ns,复位,此时振荡器稳定工作,外部复位,3. 在晶体振荡器保持稳定振荡，或者使用有源钟振时，外部复位信号可以缩短到不小于300ns；,复位,任何复位源引起的芯片复位都会启动唤醒定时器，当计数到一个固定个数的时钟时，处理器开始执行指令。这确保振荡器和芯片所需要的其它模拟电路在处理器开始执行指令之前能够正确工作。,外部复位与内部看门狗复位的共同点,复位,外部复位与内部看门狗复位的区别,外部复位将把某几个特定引脚的值锁存，来决定系统复位后的状态，而看门狗（WDT）复位则无此功能。,复位,复位后的系统状态,芯片被复位后，处理器和外设寄存器都恢复为默认状态。程序计数器（PC）值为0，即CPU复位后运行的第一条代码位于0x00000000处。此时位于该地址的程序并不位于片内Flash，而是来自Boot Block的异常向量表的重新映射。通过异常向量表的复位异常入口，程序跳转至Boot Block中执行Boot程序。,
