TM4C123G学习记录(1)--时钟

• 为了准备电赛临时学一下TM4C123G，简单记录学习内容
• 大家可以在这里下载我收集的资源，非常全面，花了很大功夫收集来的，还有书籍、例程代码等
• 还可以在TI官网下载相关文档TI官网

---

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

1. MOSC和PIOSC可以用来驱动PLL
2. 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

1. 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.

2. 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

3. 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

4. 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

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);

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)

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)

（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));

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()