×
嵌入式 > 技术百科 > 详情

SAM4E单片机之旅——10、UART与MCK之PLL

发布时间:2020-06-20 发布时间:
|

为使用更更高的波特率,则需要更更高的外设时钟的频率。这个时候就需要用到锁相环(PLL)了。锁相环可以对输入的时钟进行分频、升频后进行输出。MCK可以使用的锁相环为PLLA,而PLLA的输入时钟为MAINCK。

本节将配置MCK频率为120 MHz,UART波特率为115200 Hz。

 

一、 PLLA的限制

使用PLLA时需要考虑到它的限制,不然配置失败了也不好找原因。

  1. 对输入输出时钟频率的限制

    PLLA的输入时钟范围需在3—32 MHz之间(PLLA对输入时钟可以进行预分频),输出时钟需要在80—240 MHz之间。另外,也可以查到,它的最大启动时间为150 us。

  2. CPU运行频率的限制

    由于CPU使用的也为MCK时钟,所以将MCK切换至PLLA时钟时,需要考虑到CPU运行频率的限制。重置时,VDDCORE是自调节的,所以芯片可以使用最高为120 MHz的频率。

 

二、 将MAINCK切换至晶振

由于PLLA的时钟输入为MAINCK,所以为减少升频后频率的误差,需要较为精确的输入时钟。详细的方法已经在上一节介绍。

 

三、 PLLA的配置

对PLLA的配置均在PMC的PLLA寄存器(CKGR_PLLAR)中进行。需要注意的是,写入CKGR_PLLAR时需要将其第29位写入1,否则写入不生效。在CMSIS中,相应的宏定义为CKGR_PLLAR_ONE。

以下是配置过程,配置完成后,PLLA将对MAINCK升频10倍后输出。

  1. 关闭PLLA

    配置PLLA时需要关闭它。虽然重置时PLLA是不启用的,但是配置PLLA前需关闭PLLA是个好习惯。通过将其MULA字段写入0以关闭PLLA:

    /* 先关闭PLLA */
    PMC->CKGR_PLLAR = CKGR_PLLAR_ONE | CKGR_PLLAR_MULA(0);
  2. PLLA启动时间

    需要往PLLCOUNT写入一个值,以表明PLL启动时需要经过的慢时钟数。

    芯片手册上写明的PLLA的最大启动时间为150 us,所以在慢时钟频率为32 KHz时,需要经过的慢时钟数为4.8,向上取整则为5。但是在相关头文件中,使用的PLLCOUNT的值为0x3F,即63。

    在这里,使用的PLLCOUNT的值仍取为5,若往后碰到问题,可以尝试在这个值设为0x3F。

    const uint32_t pll_start_us = 150;
    const uint32_t pll_count = (CHIP_FREQ_SLCK_RC * pll_start_us / 1000000) + 1;
  3. 启用PLLA

    PLLA可以对输入的时钟进行预分频,然后升频。在这里不进行预分频,升频倍数为10,即输出时钟为 120 MHz。需要注意的是,实际升频倍数为MULA字段的值加一。设置完成后需要等待PLLA锁定(即启动完成)。

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    const uint32_t mul = 10;
    const uint32_t div = 1;
    PMC->CKGR_PLLAR = CKGR_PLLAR_ONE    
            | CKGR_PLLAR_MULA(mul - 1)
            | CKGR_PLLAR_DIVA(div)
            | CKGR_PLLAR_PLLACOUNT(pll_count);
    /* 等待PLLA启动完成 */
    while(!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_LOCKA))
        ;
  4. 设置FLASH访问等待周期

    由于CPU使用的也是MCK时钟,所以在MCK切换至PLLA时钟后,CPU也会在120 MHz这个高频率运行。但是访问FLASH需要的时间还是一定的,所以需要让CPU在访问FLASH时等待更多的周期。等待的周期与CPU电压和IO口电压有关,可以查阅芯片手册。这里,在等待周期设为6即可正常访问FLASH。而如果不进行这个设置,芯片就有可能跑飞。

    1
    2
    3
    /* 在将MCK切换至PLLACK之前,先设置好FLASH访问等待周期 */
    const uint32_t wait_clock = 6;
    EFC->EEFC_FMR = EEFC_FMR_FWS(wait_clock - 1);
  5. 将MCK切换至PLLA时钟

    MCK在选择时钟的同时,也可以对选择的时钟进行预分频。但是,不能同时改变时钟及预分频参数。而且在选择的时钟不同时,进行操作的顺序也不同。在切换至PLLACK时,需要先设置预分频参数,再在它运行稳定后进行时钟选择;而在切换至MAINCK或SLCK时,则相反。

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    /* 将MCK选择为PLLA */
    /* 当切换为PLLA时,需先配置PRES字段,再配置CSS字段 */
    PMC->PMC_MCKR = (PMC->PMC_MCKR & ~PMC_MCKR_PRES_Msk)
            | PMC_MCKR_PRES_CLK_1;
    while (!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MCKRDY))
        ;
     
    PMC->PMC_MCKR = (PMC->PMC_MCKR & ~PMC_MCKR_CSS_Msk)
            | PMC_MCKR_CSS_PLLA_CLK;
    while (!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MCKRDY))
        ;

 

四、 UART配置

将UART的CD值配置为65,则通信波特率为115200 Hz。 


『本文转载自网络,版权归原作者所有,如有侵权请联系删除』

热门文章 更多
无人机新突破:或将利用手机发射塔追踪无人机