TivaC学习笔记
一、基础时钟源
TM4C123内部共有4个时钟源，见下表
| 时钟 | 简介 |
|---|---|
| 内部高精度振荡器(PIOSC) | 内部振荡器，其频率为16MHz，精度为1%，可以用来驱动PLL |
| 主振荡器 (MOSC) | 外部高速振荡器，频率可在4-25M间选择，可以驱动PLL（此时频率在5-25M） |
| 低频内部振荡器 (LFIOSC) | 适用于深度睡眠省电模式，它的频率是会改变的，范围在10KHz-90KHz之间，标准值30KHz |
| 休眠模块时钟源 | 32.768KHz晶振，用于实时时钟源或睡眠时钟 |
二、时钟树
TM4C123的时钟树如下
从时钟树上可以看到4个时钟源和各模块时钟的连接情况，注意
- MOSC和PIOSC可以用来驱动PLL
- PLL输出锁定在400MHz，它可以在经过二分频和SYSDIV分频（这个可以程序配置）后提供系统时钟。注意TM4C123G的最大主频为80MHz，因此配置时钟的时候，若使用的PLL，最小分频数只能是2.5分频。
三、时钟配置
1、库函数
使用函数 void SysCtlClockSet(uint32_t ui32Config); 进行系统时钟设置
这个函数参数是4个部分做按位与，包括
- 时钟分频SYSDIV设置
#define SYSCTL_SYSDIV_1 0x07800000 // Processor clock is osc/pll /1#define SYSCTL_SYSDIV_2 0x00C00000 // Processor clock is osc/pll /2...#define SYSCTL_SYSDIV_62 0x9EC00000 // Processor clock is osc/pll /62#define SYSCTL_SYSDIV_63 0x9F400000 // Processor clock is osc/pll /63#define SYSCTL_SYSDIV_64 0x9FC00000 // Processor clock is osc/pll /64#define SYSCTL_SYSDIV_2_5 0xC1000000 // Processor clock is pll / 2.5#define SYSCTL_SYSDIV_3_5 0xC1800000 // Processor clock is pll / 3.5#define SYSCTL_SYSDIV_4_5 0xC2000000 // Processor clock is pll / 4.5...#define SYSCTL_SYSDIV_61_5 0xDE800000 // Processor clock is pll / 61.5#define SYSCTL_SYSDIV_62_5 0xDF000000 // Processor clock is pll / 62.5#define SYSCTL_SYSDIV_63_5 0xDF800000 // Processor clock is pll / 63.1234567891011121314
- 系统时钟来源(直接用振荡器，还是用PLL倍频过的)
#define SYSCTL_USE_PLL 0x00000000 // System clock is the PLL clock#define SYSCTL_USE_OSC 0x00003800 // System clock is the osc clock
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- 时钟源选择(对应上面的表2.4)
#define SYSCTL_OSC_MAIN 0x00000000 // Osc source is main osc#define SYSCTL_OSC_INT 0x00000010 // Osc source is int. osc#define SYSCTL_OSC_INT4 0x00000020 // Osc source is int. osc /4#define SYSCTL_OSC_INT30 0x00000030 // Osc source is int. 30 KHz#define SYSCTL_OSC_EXT32 0x80000038 // Osc source is ext. 32 KHz
12345
- 外接晶体频率
#define SYSCTL_XTAL_1MHZ 0x00000000 // External crystal is 1MHz#define SYSCTL_XTAL_1_84MHZ 0x00000040 // External crystal is 1.8432MHz#define SYSCTL_XTAL_2MHZ 0x00000080 // External crystal is 2MHz#define SYSCTL_XTAL_2_45MHZ 0x000000C0 // External crystal is 2.4576MHz#define SYSCTL_XTAL_3_57MHZ 0x00000100 // External crystal is 3.579545MHz...#define SYSCTL_XTAL_24MHZ 0x00000640 // External crystal is 24.0 MHz#define SYSCTL_XTAL_25MHZ 0x00000680 // External crystal is 25.0 MHz
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2、配置示例
/* MOSC频率16M，SYSDIV5分频，系统时钟源自PLL锁相环倍频，时钟源使用MOSC */
/* 系统时钟频率400M/2/5=40M */
SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_5|SYSCTL_XTAL_16MHZ|SYSCTL_USE_PLL|SYSCTL_OSC_MAIN); /* MOSC频率16M，SYSDIV2.5分频，系统时钟源自PLL锁相环倍频，时钟源使用MOSC */
/* 系统时钟频率400M/2/2.5=80M , 注意这是上限了*/
SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_2_5 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_OSC_MAIN | SYSCTL_XTAL_16MHZ);/* MOSC频率16M，SYSDIV不分频，系统时钟来自时钟源，时钟源使用MOSC */
/* 系统时钟频率16M/1=16M */
SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_1 | SYSCTL_USE_OSC | SYSCTL_OSC_MAIN | SYSCTL_XTAL_16MHZ);123456789101112
四、延时函数
1、库函数
TM4C库提供了一个延时函数，它利用汇编，提供了跨越工具链时恒定的延迟。延时3*ui32Count个时钟周期
__asm void SysCtlDelay(uint32_t ui32Count)
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但若系统时钟频率不同，一个时钟周期的长度也不同，一旦改了系统时钟频率，延时就会变化，如何改进？
2、改进的延时函数
（1）利用以下函数获取系统时钟频率（单位Hz）
uint32_t SysCtlClockGet(void)
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（2）改进延时函数
- 假设系统时钟频率为nHz，即(n/1000)KHz，设cnt=(n/1000)，每秒有1000cnt个周期，每个cnt长1ms。
SysCtlDelay(Count)可以延时3Count个周期，令Count=cnt/3，即可延时1个cnt长（即1ms）
//延时n毫秒，不用考虑时钟频率#define delay_ms(n); SysCtlDelay(n*(SysCtlClockGet()/3000));
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但是要注意：
- 不管用哪个时钟源，只要工作频率高于40MHz，就会导致实际延时时间大于设置值。原因好像是芯片内部Flash的读取频率最大只能达到40M，
- 当工作频率大于40MHz时，通过预取两个字的指令来达到80M的运行主频。但是，当遇到SysCtlDelay函数这种短跳转时这个特性并不能很好的工作，每次都需要读取指令，所以时间就延长了
- 也就是说如果主频大于40M，SysCtlDelay(n*(SysCtlClockGet()/3000))这个方法也不是很准，可以考虑用ROM_SysCtlDelasy()
//延时函数定义不管用哪个时钟源，只要工作频率高于40MHz，就会导致实际延时时间大于设置值。原因好像是芯片内部Flash的读取频率最大只能达到40M，
#define SYSTEM_CLOCK_80M SysCtlClockSet(SYSCTL_OSC_MAIN|SYSCTL_SYSDIV_2_5|SYSCTL_USE_PLL|SYSCTL_XTAL_16MHZ)
//FLASH系统时钟低于40M的延时#define delay_ms(n) SysCtlDelay(n*(SysCtlClockGet()/3000))
#define delay_us(n) SysCtlDelay(n*(SysCtlClockGet()/3))
//ROM系统时钟高于80m用的延时
#define rom_delay_ms(n) ROM_SysCtlDelay(n*(SysCtlClockGet()/3000))
#define rom_delay_us(n) ROM_SysCtlDelay(n*(SysCtlClockGet()/3))