PLL知识简介

//************MC9S12XS128内部锁相环模块PLL************//
MC9S12XS128的时钟复位发生器(Clocks and Reset GeneratorCRG)模块,提供了锁相环(PLL)功能,单片机使用PLL功能能够获得更高的总线频率,这对于需要提高单片机运行速度的应用场合非常必要。如在智能车系统制作中,特别是使用摄像头作为路径识别传感器的组别,就需要更高的单片机总线工作频率。
            内部锁相环(IPLL)具有以下基本特征:
              •    时钟参考分频器;
              •    时钟后分频器;
              •    可配置的内部滤波器(无外部引脚);
              •    减少抖动和降低辐射的可选频率调制模块;
              •    退出或进入锁定条件可产生中断请求;
              •    自时钟工作模式
2.6.1  CRG时钟合成寄存器(SYNR
          读:任何时刻;写:除CLKSEL 寄存器中的PLLSEL=1时的任何时刻。
        VCOFRQ1VCOFRQ0 2位用于确定压控振荡器VCO的增益以获得频率最佳稳定性并锁定。为了IPLL正常工作,必须根据表2-7中的实际VCO时钟频率配置这2位值。
PLL时钟频率以及由PLL产生的MCU总线时钟频率由下列公式计算:
式中,SYNDIV的值由SYNR寄存器中的BIT5BIT0确定REFDIV值由REFDV寄存器中的BIT5BIT0确定POSTDIV值由POSTDIV寄存器中的BIT4BIT0确定
2.6.2  CRG时钟参考分频寄存器(REFDV
读:任何时刻;写:除CLKSEL 寄存器中的PLLSEL=1时的任何时刻。
REFFRQ1REFFRQ0:这2位用于配置PLL内部滤波器以获得频率最佳稳定性并锁定。为了IPLL正常工作,必须根据表2-8中的实际REF时钟频率设置这2位值。
REFDV5REFDV0:这6位用于确定前述公式中的REFDV
2.6.3 CRG时钟后分频寄存器(POSTDIV
读:任何时刻;写:除CLKSEL寄存器中的PLLSEL=1时的任何时刻。
        如果POSTDIV=0x00,则fPLL= fVCO。如果POSTDIV≠0,则PLLCLK频率fPLL和VCOCLK频率fVCO之间关系由下列公式计算:
                                fPLL = fVCO/(2×POSTDIV)
        POSTDIV4POSTDIV0:这5位用于确定公式中的POSTDIV值。
2.6.4  CRG标志寄存器(CRGFLG
读:任何时刻;写:参考每位各自的写条件。       
        RTIF:实时中断标志位。在实时时钟周期最后,置位RTIF。该位通过写1清除,写0无效。如果CRGINT寄存器中的实时中断使能(RTIE=1),则RTIF置位将产生中断请求。
        •    0表示未发生RTI超时;
        •    1表示已发生RTI超时。
PORF:上电复位标志位。当上电复位发生时, 置位PORF。该位通过写1清除,写0无效。
        •    0表示上电复位未发生;
        •    1表示上电复位已发生。
      LVRF:低电压复位标志位。当低电压复位发生时, 置位LVRF。该位通过写1清除,写0无效。
        •    0表示低电压复位未发生;
        •    1表示低电压复位已发生。
      LOCKIFIPLL锁定中断标志位。当LOCK位改变时,置位LOCKIF。该位通过写1清除,写0无效。如果CRGINT寄存器中的锁定中断使能(LOCKIE=1),则LOCKIF置位将产生中断请求。
        •    0表示LOCK位未变化;
        •    1表示LOCK位已改变。
      LOCK:锁定状态位。该位确定IPLL锁定条件的当前状态。该位在自时钟模式(SCM)下清除。该位写操作无效。
        •    0表示VCOCLK频率和目标频率的误差不在允许范围内;
        •    1表示VCOCLK频率和目标频率的误差已在允许范围内。
              ILAF:非法地址复位标志位。当非法地址复位发生时,置位ILAF。该位通过写1清除,写0无效。
        •    0表示非法地址复位未发生;
        •    1表示非法地址复位已发生。
        SCMIF:自时钟模式中断标志位。当SCM位改变时,置位SCMIF。该位通过写1清除,写0无效。如果CRGINT寄存器中的自时钟模式中断使能(SCMIE=1),则SCMIF置位将产生中断请求。
        •    0表示SCM位未变化;
        •    1表示SCM位已改变。
        SCM:自时钟模式状态位。该位反映了MCU当前时钟模式。该位写操作无效。
        •    0表示MCU和OSCCLK处于正常工作状态,系统时钟由OSCCLK提供;
        •    1表示OSCCLK处于非正常工作状态,MCU在自时钟模式下工作,系统时钟频率为PLLCLK最低频率fSCM。
2.6.5  CRG时钟选择寄存器(CLKSEL
        读:任何时刻;写:参考每位各自的写条件。
        以下仅介绍和PLL相关位,其他位请读者参考MC9S12XS128数据手册。
      PLLSELPLL选择位。任何时刻可写。当LOCK=0时,该位写1无效,这能够防止选择不稳定的PLLCLK作为系统时钟。当MCU进入自时钟模式、停止模式或者PLLWAI置位且进入等待模式时,则PLLSEL位清除。
      •    0表示系统时钟由OSCCLK分频(fBUS = fOSC/2);
        •    1表示系统时钟由PLLCLK分频(fBUS = fPLL/2)。
        PLLWAI:等待模式下PLL停止控制位。任何时刻可写。如果PLLWAI置位,进入等待模式前,CRG将清除PLLSEL位;在等待模式期间,PLLON位保持置位,但IPLL模块断电。退出等待模式,如果使用PLL时钟,需要软件置位PLLSEL。
        •    0表示等待模式下IPLL继续工作;
        •    1表示等待模式下IPLL停止工作。
2.6.6  CRG IPLL控制寄存器(PLLCTL
        读:任何时刻;写:参考每位各自的写条件。
        以下仅介绍和PLL相关位,其他位请读者参考MC9S12XS128数据手册。
        CME:时钟监控使能位。除SCM=1时的任何时刻可写。
        •    0表示禁止时钟监控功能;
        •    1表示允许时钟监控功能。时钟变慢或停止将引起时钟监控复位或自时钟模式。
        PLLON:锁相环启动位。除PLLSEL=1时的任何时刻可写。PLLON置位启动IPLL电路。自时钟模式下,启动IPLL,读取PLLON位为最近一次写入值。
        •    0表示关闭IPLL;
        •    1表示启动IPLL。
        FM1,FM0:IPLL频率调制使能位。除PLLSEL=1时的任何时刻可写。这2位允许选择VCOCLK的附加频率调制模块以降低VCO噪声。调制频率是fREF除以16。表2-9列出频率调制幅值选择。
        SCME:自时钟模式使能位。正常模式下可以写一次,特殊模式下任何时刻可写。当工作在自时钟模式下(SCM=1)时,SCME不能被清除。
        •    0表示检测到晶振时钟失效 ,引起时钟监控复位;
        •    1表示检测到晶振时钟失效,MCU进入自时钟模式。
2.6.7  CRG中断使能寄存器(CRGINT
        读:任何时刻;写:任何时刻。
        RTIE:实时中断(RTI)使能位。该位使能允许RTIF产生中断请求。
        •    0表示禁止RTI中断请求;
        •    1表示允许RTIF中断请求。
        LOCKIE:锁定中断(LOCKI)使能位。该位使能允许LOCKIF产生中断请求。
        •    0表示禁止LOCKI中断请求;
        •    1表示允许LOCKIF中断请求。
        SCMIE:自时钟模式中断(SCMI)使能位。该位使能允许SCMIF产生中断请求。
        •    0表示禁止SCMI中断请求;
        •    1表示允许SCMIF中断请求。

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