时钟和定时器

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Clock Generator 时钟发生器

时钟发生器

由图可以看出SAM4S的几种时钟源。内部有一个嵌入的32khz的时钟源，有一个32768hz的晶振。还有一个可以选择的4/8/12Mhz的内部时钟源，以及一个外接3~20Mhz的时钟源。

通过时钟发生器可以产生4个时钟，分别为低速时钟，主时钟，PLLA和PLLB。

低速时钟：是唯一不变的系统内部时钟。，低速时钟可以由两种方式产生，由图中可以看出，通过对XTALSE位的配置可以选择需要的时钟源。32768HZ的时钟必须外接32768hz的晶振以及外部匹配电容。

主时钟：主时钟有两个时钟源，可以自己配置。

              当复位的时候4/8/12MHZ会选择4mhz作为主时钟的时钟源。主时钟是唤醒系统的默认时钟。4m，8m，12m，可以由用户自己选择，通过设置CKGR_MOR寄存器的MOSCRCF位，当改变时钟源频率的时候（PMC_SR寄存器的MOSCRCS位会被清零），MAINCK会停止，直到时钟源稳定（MOSCRCS置1）。

              当复位的时候3 to 20 MHz是被禁止的

              用户可以选择主时钟的时钟源通过设置MOSCSEL 寄存器的MOSCSEL位。

通过得到的时钟可以为外设以及各种模块提供时钟源。如下图

MCK：给所有外围设备提供时钟。MCK的时钟源可以通过配置PMC_MCKR寄存器的CSS区域获得。

SysTick Clock：定时器时钟；

以上是看着官方datasheet摘录下来的一些比较重要的内容。下面来分析下例子。

如下图建立一样的例子。

阅读下文件的说明可以得到一些信息。

这个例子是展示怎样初始化时钟以及让LED以1hz的频率闪烁。

有三个重要的文件，一个是例子的主程序，一个是板子的配置，一个是时钟的配置。

clock_example1_sam.c文件里面有三个函数

static void mdelay(uint32_t ul_dly_ticks)，ms延时函数。

void SysTick_Handler(void)  定时器中断函数（这个函数很重要！！！）

int main(void) 主函数

延时函数和定时器中断函数都不叫简单，这里就不分析了，分析下main函数里面的一些东西。

int main(void)

{      

         sysclk_init();

         board_init();     

         /* Setup SysTick Timer for 1 msec interrupts */

         if (SysTick_Config(sysclk_get_cpu_hz() / 1000)) {

                   while (1) {                   /* Capture error */

                   }

         }

         while (1) {

#if (SAM4L)

                   ioport_toggle_pin_level(LED0_GPIO);

#else

                   gpio_toggle_pin(LED0_GPIO);

#endif

                   mdelay(500);

         }

}

首先可以看到有两个初始化函数，sysclk_init();board_init();可以找到这两个函数的原型。

首先看board_init();函数，这个主要是完成一些引脚的配置，以及对看门狗定时器的关闭，这个大家有兴趣可以自己看，本文主要讲时钟，这个函数就不深入分析了。

然后看sysclk_init();函数。

void sysclk_init(void)

{

         struct pll_config pllcfg;

         /* Set a flash wait state depending on the new cpu frequency */

         system_init_flash(sysclk_get_cpu_hz());

         /* Config system clock setting */

         switch (CONFIG_SYSCLK_SOURCE) {

         case SYSCLK_SRC_SLCK_RC:

                   osc_enable(OSC_SLCK_32K_RC);

                   osc_wait_ready(OSC_SLCK_32K_RC);           

                   pmc_switch_mck_to_sclk(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;

         case SYSCLK_SRC_SLCK_XTAL:

                   osc_enable(OSC_SLCK_32K_XTAL);

                   osc_wait_ready(OSC_SLCK_32K_XTAL);               

                   pmc_switch_mck_to_sclk(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;

         case SYSCLK_SRC_SLCK_BYPASS:

                   osc_enable(OSC_SLCK_32K_BYPASS);

                   osc_wait_ready(OSC_SLCK_32K_BYPASS);         

                   pmc_switch_mck_to_sclk(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;

    case SYSCLK_SRC_MAINCK_4M_RC:

                   /* Already running from SYSCLK_SRC_MAINCK_4M_RC */

                   break;

    case SYSCLK_SRC_MAINCK_8M_RC:

                   osc_enable(OSC_MAINCK_8M_RC);

                   osc_wait_ready(OSC_MAINCK_8M_RC);               

                   pmc_switch_mck_to_mainck(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;

    case SYSCLK_SRC_MAINCK_12M_RC:

                   osc_enable(OSC_MAINCK_12M_RC);

                   osc_wait_ready(OSC_MAINCK_12M_RC);            

                   pmc_switch_mck_to_mainck(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;

    case SYSCLK_SRC_MAINCK_XTAL:

                   osc_enable(OSC_MAINCK_XTAL);

                   osc_wait_ready(OSC_MAINCK_XTAL);                  

                   pmc_switch_mck_to_mainck(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;

    case SYSCLK_SRC_MAINCK_BYPASS:

                   osc_enable(OSC_MAINCK_BYPASS);

                   osc_wait_ready(OSC_MAINCK_BYPASS);              

                   pmc_switch_mck_to_mainck(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;

#ifdef CONFIG_PLL0_SOURCE

         case SYSCLK_SRC_PLLACK:

                   pll_enable_source(CONFIG_PLL0_SOURCE);

                   pll_config_defaults(&pllcfg, 0);

                   pll_enable(&pllcfg, 0);

                   pll_wait_for_lock(0);

                   pmc_switch_mck_to_pllack(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;      

#endif               

#ifdef CONFIG_PLL1_SOURCE

         case SYSCLK_SRC_PLLBCK:

                   pll_enable_source(CONFIG_PLL1_SOURCE);

                   pll_config_defaults(&pllcfg, 1);

                   pll_enable(&pllcfg, 1);

                   pll_wait_for_lock(1);

                   pmc_switch_mck_to_pllbck(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;

#endif      

         }

         /* Update the SystemFrequency variable */

         SystemCoreClockUpdate();

#if (defined CONFIG_SYSCLK_DEFAULT_RETURNS_SLOW_OSC)

         /* Signal that the internal frequencies are setup */

         sysclk_initialized = 1;

#endif

}

可以看到这个函数是对时钟的一些配置，我们看到switch结构括号里面的参数。

如图找到定义处

在时钟配置文件里面可以看到下面预定义

#define CONFIG_SYSCLK_SOURCE        SYSCLK_SRC_PLLACK

以及下面的

#define CONFIG_PLL0_SOURCE          PLL_SRC_MAINCK_XTAL

我们可以看到switch结构里面的这段代码

#ifdef CONFIG_PLL0_SOURCE

         case SYSCLK_SRC_PLLACK:

                   pll_enable_source(CONFIG_PLL0_SOURCE);

                   pll_config_defaults(&pllcfg, 0);

                   pll_enable(&pllcfg, 0);

                   pll_wait_for_lock(0);

                   pmc_switch_mck_to_pllack(CONFIG_SYSCLK_PRES);

                   break;      

#endif

可以知道在switch结构你面完成的是这段代码。

可以知道本例子系统使用的时钟源是外部时钟源，

图中可以看出，晶振的频率为12Mhz。

由代码

#define SYSCLK_SRC_PLLACK                       8       //!< Use PLLACK as master source clock

可以知道，MCK的时钟源为PLLACK。

然后看到pll_config_defaults(&pllcfg, 0);通过分析可以知道CKGR_PLLAR的DIVA区域被设置为0；

我在datasheet找到下面的描述

这句话不知道大家怎么理解，我的理解为就是分频器没有被激活，以原频率输出，也就是说PLLA LCK的频率等于外部晶振的频率（12m）；

然后是下面这句

pmc_switch_mck_to_pllack(CONFIG_SYSCLK_PRES);

以及

#define CONFIG_SYSCLK_PRES          SYSCLK_PRES_2

可知道预分频器设置为2分频。

好了 现在可以总结下时钟的初始化了，MCK的时钟源为PLLACK，预分频为2，PLLACK使用的是外部时钟源，也就是12Mhz，没有预分频。所以MCK = 12M/2=6Mhz

接着可以看到

__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)

{

  if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* Reload value impossible */

  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* set reload register */

  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Systick Interrupt */

  SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */

  SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |

                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |

                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                    /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */

  return (0);                                                  /* Function successful */

}

这个函数是完成定时器配置的，参数是用来设置定时器的值，函数完成了定时器中断的配置，还有定时器时钟的选择，选择的时钟为系统时钟。

所以，完成1ms定时定时器里面装的值应该为系统时钟 /1000

很明显main函数里面sysclk_get_cpu_hz()函数是用来得到系统时钟的。这样就完成了1ms的定时。

然后调用gpio_toggle_pin(LED0_GPIO);函数，这个函数是完成电平翻转的函数，大家应该很熟悉了。

接着延时500ms 这样就完成了LED1hz闪烁的功能。

我在这里有个疑问了，根据前面算出来的系统时钟的频率为6mhz，那么6m/1000=6000。但是把6000直接作为参数带入进去的话得到的明显不是1hz的闪烁。  

程序如下：

int main(void)

{      

         sysclk_init();

         board_init();     

         /* Setup SysTick Timer for 1 msec interrupts */

         if (SysTick_Config(6000)) {

                   while (1) {                   /* Capture error */

                   }

         }

         while (1) {

#if (SAM4L)

                   ioport_toggle_pin_level(LED0_GPIO);

#else

                   gpio_toggle_pin(LED0_GPIO);

#endif

                   mdelay(500);

         }

}

根据实验，娶96000的时候正好又是1hz的频率，难道我前面的分析错了？？

检查了好久，分析了好久，觉得没有错啊，希望高手看到了能指点一二。。。

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以前很讨厌看外文文献，现在越来越喜欢了，大家有没有这种感觉？？？
今天把电脑搬到窗台，由于我的无线网是限时的，所以很省着用，不需要查资料或者发帖的时候就断掉，下午研究程序的时候突然自动连上了一个不认识的无线网，很开心很激动啊有木有，虽然有点慢，但是上qq，看下网页还是可以的啊，哈哈，感谢那位网不设密码的好人，我也会替你节约点用的，哈哈哈。