MSP-EXP430G2 LaunchPad学习笔记：查看MCLK、SMCLK、ACLK默认时钟频率

摘要：

    本文详细讲述了如何查看MSP430G2231MCLK、SMCLK、ACLK默认时钟频率，最后给出FLASH时序控制发生器频率设置例子。

注：本文是基于开发板MSP-EXP430G2 LaunchPad，其MCU型号是MSP430G2231。

一、MCLK、SMCLK、ACLK默认时钟频率

1.1 POR与PUC

    POR指Power-On Reset，即上电复位(硬件)，PUC指Power-Up Clear，即上电清除(软件复位)，这是MSP430两种分离的复位信号。POR总会引起PUC，关于POR与PUC的触发条件见用户指南，如下：

图1 POR与PUC触发条件

1.2 默认时钟频率

有两种方法(甚至更多)可以得知MCLK、SMCLK、ACLK默认的时钟频率。

(1)通过用户指南描述

    查阅用户指南可得到系统复位后，时钟信号MCLK、SMCLK、ACLK的时钟源分别是DCOCLK(数控震荡器)、DCOCLK、LFXT1CLK(低速晶体震荡器)。如下：

图2 复位后默认时钟频率

(2)通过寄存器初始值判定

    用户指南会给出每个寄存器的初始值，通过分析初始值各位的含义，并对照数据手机，也可得到其默认频率。定位到用户指南基本时钟模块(Basic Clock Model)，其寄存器描述如下：

    结合图5分析，可知RSELx为7(BCSCTL1低3位)，DCOx为3，MODx为0，再对照图4可知系统复位后MCLK和SMCLK的频率在0.8MHz~1.5MHz，即819.2KHz~1536KHz。再结合图3基本时钟系统控制寄存器2(BCSCTL2)，可知MCLK默认时钟源是DCOCLK，SMCLK默认时钟源也是DCOCLK。BCSCTL2示意图如下：

图3 BCSCTL2示意图

1.2.1 MCLK和SMCLK时钟频率

在数据手册可以找到DCO频率表(搜索关键词DCOCLK可快速找到)，如下：

图4 DCO时钟频率

    由上图可知，系统复位后MCLK和SMCLK的频率在0.8MHz~1.5MHz，即819.2KHz~1536KHz。系统启动后，可以调整RSELx(基本时钟系统控制寄存器1BCSCTL1前3位)、DCOx(DCO控制器DCOCTL前5位)、MODx(DCO控制器DCOCTL后3位)的值得到合适的频率，示意图如下[3]：

图5 DCOCTL和BCSCTL1示意图

    注：图5跟用户指南有一定出入，MSP430G2231的BCSCTL1位0~4都是RSELx，但因是中文比较直观，就没换了。

1.2.2 ACLK时钟频率

同理，可以从数据手册查得ACLK时钟源LFXT1CLK时钟频率如下：

图6 LFXT1时钟频率

由上图可知，系统复位后ACLK的频率典型值是32768Hz，即32KHz。

二、应用举例

2.1 FLASH时钟设置

    FLASH擦除、写入是由时序发生器控制的，所以擦除、写入之前需要设定合适的时钟频率(查看用户指南可知，频率必须在257KHz~476KHz)，而时钟频率由选择哪种时钟源FSSELx及分频系数FNx决定(在FLASH控制寄存器2)，FCL2示意图如下(FCL2默认值是0x9642，即只读、MCLK、3分频)：

图7 FCL2示意图

    假设选择默认MCLK作为FLASH时序发生器，默认MCLK时钟频率典型值是1.1MHz，即1126.4KHz，需要3分频(375.5KHz，此时FN1为1)或者4分频(281.6KHz，此时FN1、FN0为1)才能符合257KHz~476KHz。通过设置FN0~FN5可以将时钟分频1~64，即32*FN5 + 16*FN4 + 8*FN3 + 4*FN2 + 2*FN1 + FN0 + 1。(此处FNx是指第x位，与下文不同)如果选择3分频，设置FCTL2如下：

FCTL2 = FWKEY + FSSEL_2 + FN1;  /*FN1=0x0002，此时是3分频*/

FWKEY、FSSEL_2、FNx在io430G2231.h定义，如下：

#define FWKEY (0xA500u) /* Flash key for write */

#define FSSEL_0 (0x0000u) /* Flash clock select: 0 - ACLK */
#define FSSEL_1 (0x0040u) /* Flash clock select: 1 - MCLK */
#define FSSEL_2 (0x0080u) /* Flash clock select: 2 - SMCLK */
#define FSSEL_3 (0x00C0u) /* Flash clock select: 3 - SMCLK */

/* Divide Flash clock by 1 to 64 using FN0 to FN5 according to: */
/* 32*FN5 + 16*FN4 + 8*FN3 + 4*FN2 + 2*FN1 + FN0 + 1 */
enum
{
  FN0 = 0x0001,
  FN1 = 0x0002,
  FN2 = 0x0004,
  FN3 = 0x0008,
  FN4 = 0x0010,
  FN5 = 0x0020,
  FSSEL0 = 0x0040,
  FSSEL1 = 0x0080
};

参考资料：

[1] 用户指南《MSP430x2xx Family User's Guide.pdf》

[2] 数据手册《slas694i.pdf》

[3] 文档《MSP430系列十六位超低功耗单片机教学实验系统实验教程》