介紹dsPIC33C系列MCU帶高速PLL的振蕩器模塊

本文介紹dsPIC33C系列MCU 帶高速PLL的振蕩器模塊，對于任何MCU來說，系統(tǒng)基礎(chǔ)時(shí)鐘配置都很關(guān)鍵，務(wù)必清晰。

1. 上電啟動邏輯

圖1中我們已經(jīng)知道了主核與從核共享時(shí)鐘源，接下來看下主核和從核如何選擇時(shí)鐘源。參見表1，對于主核時(shí)鐘源的選擇靠配置位FNOSC<2:0>和POSCMD<1:0>來處理，對于從核時(shí)鐘源的選擇靠配置位S1FNOSC<2:0>和POSCMD<1:0>處理。

表 1 - 輸入時(shí)鐘源選項(xiàng)

一般在MCU上電啟動過程中先選擇內(nèi)部8MHz的FRC振蕩器，因?yàn)閮?nèi)部FRC可以立即起振，與需要數(shù)毫秒起振的晶振不同。然后系統(tǒng)若不接外部振蕩器則進(jìn)一步切換為帶PLL后分頻的FRC振蕩器；若有接外部振蕩器，則根據(jù)所接外部振蕩器的情況切換為帶PLL的主振蕩器。后者的PLL主要是為了獲得100MIPS的系統(tǒng)時(shí)鐘（這里也就是100MHz的指令周期時(shí)鐘）。

上述描述看起來是雙速啟動（使能靠配置寄存器FOSCSEL<7>或FS1OSCSEL<7>的IESO和S1ESO）的概念，通過內(nèi)部FRC振蕩器啟動，然后切換到用戶選擇的振蕩器。當(dāng)受限于PLL模式在啟動時(shí)輸入的限制，即PLL鎖相環(huán)相關(guān)寄存器的默認(rèn)值無法滿足實(shí)際項(xiàng)目需要，因此實(shí)際應(yīng)用中一般設(shè)置FNOSC<2:0>或S1FNOSC<2:0>值為0x0，然后設(shè)置好PLL鎖相環(huán)相關(guān)的寄存器及其他所有振蕩器寄存器后采用手動的方式切換到最終的帶PLL后分頻的FRC振蕩器或帶PLL的主振蕩器（靠OSCCON寄存器的NOSC<2:0>指定）。

為了允許時(shí)鐘切換，需要對時(shí)鐘切換模式配置位（FCKSM<1:0>或S1FCKSM<1:0>）（分別為FOSC<7:6>或FS1OSC<7:6>）進(jìn)行編程，取值0x1或0x0。進(jìn)一步在啟動時(shí)鐘源切換后，需要判斷OSWEN位（OSCCON<0>）是否硬件清零，清零則切換成功。額外的也需檢查下PLL LOCK位（OSCCON<5>），確保PLL處于鎖定狀態(tài)。

2. 主振蕩器引腳功能

未使用振蕩器時(shí)，主振蕩器引腳（OSC1和OSC2）可用于其他功能。振蕩器配置寄存器中的POSCMD<1:0>配置位（FOSC<1:0>）決定振蕩器引腳的功能。OSCIOFNC位（FOSC<2>）與S1OSCIOFNC（FS1OSC<2>）決定OSC2引腳的功能。一般在不用外部振蕩器或者外部振蕩器為EC模式時(shí)，將OSC2引腳功能配置為數(shù)字I/O。

表 2 - 時(shí)鐘引腳功能選擇

3. 振蕩器子系統(tǒng)

圖 2 - dsPIC33CH主核振蕩器子系統(tǒng)

圖 3 - dsPIC33CH從核振蕩器子系統(tǒng)

圖 4 - dsPIC33CK振蕩器子系統(tǒng)

上面介紹了個(gè)人喜歡的振蕩器子系統(tǒng)，那么接下來我們主要看下PLL和APLL的相關(guān)設(shè)置情況，因內(nèi)部FRC振蕩器的頻率為8MHz，所以若選用外部振蕩器也推薦使用8MHz的外部振蕩器，這樣關(guān)于鎖相環(huán)的設(shè)置無論選用內(nèi)部FRC振蕩器還是外部振蕩器，對于鎖相環(huán)的配置都是一樣的，將多種可能的時(shí)鐘配置固化為一種可以有效規(guī)避時(shí)鐘配置中的小錯(cuò)誤，小陷阱。所以接下來涉及的時(shí)鐘具體配置例程均基于FRCCLK和POSCCLK都為8MHz時(shí)鐘。