【赚周年币】技术帖Week1-Day6——LPC824 Breakout之六、30M时钟

toofree

本帖最后由 toofree 于 2017-1-17 23:39 编辑

      【赚周年币】技术帖Week1-Day5——LPC824 Breakout之六、30M时钟

      之前在写贴二，软件延时时，说是系统时钟是30MHz。本贴简单从程序中跟踪一下，一步一步探其究竟。
   【赚周年币】技术帖Week1-Day2——LPC824 Breakout之二、软件延时https://www.cirmall.com/bbs/forum ... 59439&fromuid=17147

      复制修改，新建一下工程，取名为“Example_hello_LPC842”。添加部分文件到工程，添加完效果如下图。

为了方便程序跟踪调试，我们今天把去掉之前peripherals_lib和utilities_lib两个工程生成的“.lib文件”，而添加工程的各自的源文件，共三个。“utilities.c”，“lpc8xx_i2c.c”，“lpc8xx_gpio.c”。

主文件“Example_hello_LPC842.c”，把多余的代码删除，最后编辑效果如下：

/*
===============================================================================
Name : Example_hello_LPC842.c
Author : $(author)
Version :
Copyright : $(copyright)
Description : main definition
===============================================================================
*/
#include "LPC8xx.h"
//#include <cr_section_macros.h>
#include <stdio.h>
#include "lpc8xx_gpio.h"
#include "lpc8xx_syscon.h"
#include "utilities.h"
int main(void) {
// Local variables
uint32_t number, temp;
// Reset the GPIO module and enable its clock. See peripherals_lib
//GPIOInit();
// Config. ports (red LED), (blue LED), (green LED) as outputs,
// with LEDs off ('1' = off). See utilities_lib
//Config_LEDs(RED | BLUE | GREEN);
printf("Hello world !\r\n");
while(1)
{
;
}
return 0;
} // end of main

复制代码

只有一句，printf("Hello world !\r\n");

      没有IO资源，没有硬件外设需要执行的代码。我们今天以软仿真方式来探讨30M系统时钟的由来。
      目标板设置选项中设置如下图：

点仿真按钮，或快捷方式“CTRL+F5”，开始软件仿真。

可以看到程序停在了“Keil_startup_LPC8xx.s”中，这个文件是本工程的启动代码。

硬件复位后,第一步是执行复位处理程序,这个程序的入口在启动代码里(默认)

Reset_Handler PROC ; PROC等同于FUNCTION,表示一个函数的开始,与ENDP相对?
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
IMPORT SystemInit ;IMPORT 是告诉函数在其它程序中有定义，类似函数申明吧，可能不太准确
IMPORT IRC_Only_SystemInit ;IRC_Only_SystemInit函数先不管，本程序中没用到
IMPORT __main ;主函数链接点
LDR R0, =SystemInit
BLX R0
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP

复制代码

关于这段代码，网上其它资料是这么说的（如下引用）。

这里SystemInit函数是我自己用C代码写的硬件底层时钟初始化代码,这个可不算是keil mdk给代劳的.初始化堆栈指针、执行完用户定义的底层初始化代码后,发现接下来的代码是调用了__main函数,这里之所以有__main函数，是因为在C代码中定义了main函数，函数标签 main() 具有特殊含义。main() 函数的存在强制链接器链接到 __main 和 __rt_entry 中的初始化代码。
其中，__main函数执行代码和数据复制、解压缩以及 ZI 数据的零初始化。解释一下，C代码中，已经赋值的全局变量被放在RW属性的输入节中，这些变量的初值被keil mdk压缩后放到ROM或Flash中（RO属性输入节）。什么是赋值的全局变量呢？如果你在代码中这样定义一个全局变量：int nTimerCount=20；变量nTimerCount就是已经赋值的变量，如果是这样定义：int nTimerCount；变量nTimerCount就是一个非赋值的变量，keil默认将它放到属性为ZI的输入节。为什么要压缩呢？这是因为如果赋值变量较多，会占用较多的Flash存储空间，keil 默认用自己的压缩算法。这个“解压缩”就是将存放在RO输入区（一般为ROM或Flash）的变量初值，按照一定算法解压缩后，拷贝到相应RAM区。ZI数据清零是指将ZI区的变量所在的RAM区清零。使用 UNINIT 属性对执行区进行标记可避免 __main 对该区域中的 ZI 数据进行零初始化。这句话很重要，比如我有一些变量，保存一些重要信息，不希望复位后就被清零，这时就可以用分散加载文件定义一块UNINIT属性的区，将不希望零初始化的变量定义到这个区即可。

这个我们了解一下就好了，不必深究。接下来，我们看一下“SystemInit”函数。查看函数方法，同C文件中，右键-->Go To Definition，或者直接按F11，让程序执行进入“SystemInit”函数。在程序“system_LPC8xx.c”中。

我们把编译忽略掉的代码行，合起来，这样更直观些，就这么一点点。

实质上就是把4个宏定义参数赋给特定的寄存器。4个参数是“SYSPLLCLKSEL_Val”、“SYSPLLCTRL_Val”、“MAINCLKSEL_Val”、“SYSAHBCLKDIV_Val”。

// <h> System Oscillator Control (SYSOSCCTRL)
// <o.0> BYPASS: System Oscillator Bypass Enable
// If enabled then PLL input (sys_osc_clk) is fed
// directly from XTALIN and XTALOUT pins.
// <o.1> FREQRANGE: System Oscillator Frequency Range
// Determines frequency range for Low-power oscillator.
// <0=> 1 - 20 MHz
// <1=> 15 - 25 MHz
// </h>
#define SYSOSCCTRL_Val 0x00000000 // Reset value: 0x000

复制代码

//
// <o.0..1> System PLL Clock Source Select (SYSPLLCLKSEL)
// <0=> IRC Oscillator
// <1=> Crystal Oscillator (SYSOSC)
// <3=> CLKIN pin
#define SYSPLLCLKSEL_Val 0x00000000 // Reset value: 0x000

复制代码

// <h> System PLL Setting (SYSPLLCTRL)
// F_clkout = M * F_clkin = F_CCO / (2 * P)
// F_clkin must be in the range of 10 MHz to 25 MHz
// F_CCO must be in the range of 156 MHz to 320 MHz
// <o.0..4> MSEL: Feedback Divider Selection
// M = MSEL + 1
// <0-31>
// <o.5..6> PSEL: Post Divider Selection
// Post divider ratio P. Division ratio is 2 * P
// <0=> P = 1
// <1=> P = 2
// <2=> P = 4
// <3=> P = 8
// </h>
//#define SYSPLLCTRL_Val 0x00000041 // For 24 MHz // Reset value: 0x000
#define SYSPLLCTRL_Val 0x00000024 // For 30 Mhz // Reset value: 0x000

复制代码

[0..4]位的值是0x04，[5..6]位的值是0x01。
根据公式F_clkout = M * F_clkin ，我们可以知道，PLL输出时钟为(4+1)*12M=60M;
再有 F_clkout= F_CCO / (2 * P) , F_CCO = 60 * （2*2） = 240M

// <o.0..1> Main Clock Source Select (MAINCLKSEL)
// <0=> IRC Oscillator
// <1=> PLL Input
// <2=> WD Oscillator
// <3=> PLL Output
#define MAINCLKSEL_Val 0x00000003 // Reset value: 0x000

复制代码

// <o.0..7> System AHB Clock Divider (SYSAHBCLKDIV.DIV)
// Divides main clock to provide system clock to core, memories, and peripherals.
// 0 = is disabled
// <0-255>
//#define SYSAHBCLKDIV_Val 0x00000001 // For 24 MHz // Reset value: 0x001
#define SYSAHBCLKDIV_Val 0x00000002 // For 30 MHz // Reset value: 0x001

复制代码

上面得到的F_clkout是 60M，被“SYSAHBCLKDIV_Val”二分频，得到内核、系统时钟为30MHz。

我们不妨看看整个系统的的路径走向。

LPC824数据手册和用户手册，以及测试程序包一并附近上

LPC82X.pdf (1.89 MB, 下载次数: 16)

UM10800.pdf (3.2 MB, 下载次数: 15)

LPC824_Example_Code_Bundle_Keil_r1.0(20170107).rar (2.28 MB, 下载次数: 18)

【赚周年币】技术帖Week1-Day6——LPC824 Breakout之六、30M时钟

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