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

toofree

        【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：

1. /*
   
2. ===============================================================================
   
3. Name        : Example_hello_LPC842.c
   
4. Author      : $(author)
   
5. Version     :
   
6. Copyright   : $(copyright)
   
7. Description : main definition
   
8. ===============================================================================
   
9. */
   
10. 
    
11. #include "LPC8xx.h"
    
12. 
    
13. //#include <cr_section_macros.h>
    
14. 
    
15. #include <stdio.h>
    
16. 
    
17. #include "lpc8xx_gpio.h"
    
18. #include "lpc8xx_syscon.h"
    
19. #include "utilities.h"
    
20. 
    
21. 
    
22. <font color="#ff0000">int main(void) {</font>
    
23. 
    
24.   // Local variables
    
25.   uint32_t number, temp;
    
26. 
    
27.   // Reset the GPIO module and enable its clock. See peripherals_lib
    
28.   //GPIOInit();
    
29. 
    
30.   // Config. ports (red LED), (blue LED), (green LED) as outputs,
    
31.   // with LEDs off ('1' = off). See utilities_lib
    
32.   //Config_LEDs(RED | BLUE | GREEN);
    
33. 
    
34. <font color="#ff0000">        printf("Hello world !\r\n");</font>
    
35.         
    
36.         while(1)
    
37.         {
    
38.                 ;
    
39.         }
    
40.         
    
41.         return 0;
    
42. 
    
43. } // 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)

1. Reset_Handler   PROC                        ; PROC等同于FUNCTION,表示一个函数的开始,与ENDP相对?
   
2.                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]
   
3.                 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
   
4.                 IMPORT  IRC_Only_SystemInit         ;IRC_Only_SystemInit函数先不管，本程序中没用到
   
5.                 IMPORT  __main                               ;主函数链接点
   
6.                 LDR     R0, =SystemInit
   
7.                 BLX     R0
   
8.                 LDR     R0, =__main
   
9.                 BX      R0
   
10.                 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”。

1. //   <h> System Oscillator Control (SYSOSCCTRL)
   
2. //     <o.0>      BYPASS: System Oscillator Bypass Enable
   
3. //                     <i> If enabled then PLL input (sys_osc_clk) is fed
   
4. //                     <i> directly from XTALIN and XTALOUT pins.
   
5. //     <o.1>      FREQRANGE: System Oscillator Frequency Range
   
6. //                     <i> Determines frequency range for Low-power oscillator.
   
7. //                   <0=> 1 - 20 MHz</font>
   
8. //                   <1=> 15 - 25 MHz
   
9. //   </h>
   
10. #define SYSOSCCTRL_Val        0x00000000              // Reset value: 0x000

复制代码

1. //
   
2. //   <o.0..1> System PLL Clock Source Select (SYSPLLCLKSEL)
   
3. //        <0=> IRC Oscillator
   
4. //        <1=> Crystal Oscillator (SYSOSC)
   
5. //        <3=> CLKIN pin
   
6. #define SYSPLLCLKSEL_Val      0x00000000              // Reset value: 0x000

复制代码

1. //     <h> System PLL Setting (SYSPLLCTRL)
   
2. //              <i> F_clkout = M * F_clkin = F_CCO / (2 * P)
   
3. //              <i> F_clkin must be in the range of  10 MHz to  25 MHz
   
4. //              <i> F_CCO   must be in the range of 156 MHz to 320 MHz
   
5. <font color="#ff0000">//       <o.0..4> MSEL: Feedback Divider Selection
   
6. //              <i> M = MSEL + 1</font>
   
7. //            <0-31>
   
8. /<font color="#ff0000">/       <o.5..6> PSEL: Post Divider Selection
   
9. //              <i> Post divider ratio P. Division ratio is 2 * P</font>
   
10. //            <0=> P = 1
    
11. //            <1=> P = 2
    
12. //            <2=> P = 4
    
13. //            <3=> P = 8
    
14. //     </h>
    
15. //#define SYSPLLCTRL_Val      0x00000041 // For 24 MHz           // Reset value: 0x000
    
16. #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

1. //     <o.0..1> Main Clock Source Select (MAINCLKSEL)
   
2. //        <0=> IRC Oscillator
   
3. //        <1=> PLL Input
   
4. //        <2=> WD Oscillator
   
5. //        <3=> PLL Output
   
6. #define MAINCLKSEL_Val        0x00000003              // Reset value: 0x000

复制代码

1. //     <o.0..7>   System AHB Clock Divider (SYSAHBCLKDIV.DIV)
   
2. //            <i> Divides main clock to provide system clock to core, memories, and peripherals.
   
3. //            <i> 0 = is disabled
   
4. //          <0-255>
   
5. //#define SYSAHBCLKDIV_Val    0x00000001 // For 24 MHz           // Reset value: 0x001
   
6. #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)

2017-1-7 00:07 上传

点击文件名下载附件
date sheet
       UM10800.pdf (3.2 MB, 下载次数: 15)

2017-1-7 00:07 上传

点击文件名下载附件
user manual
       LPC824_Example_Code_Bundle_Keil_r1.0(20170107).rar (2.28 MB, 下载次数: 18)

2017-1-7 00:09 上传

点击文件名下载附件
201701070009