S32K144之时钟配置

末蓝、 2021-12-11 01:15 941阅读 0赞

一般来说，时钟精度、稳定性取决于所采用的时钟源，就MCU S32K来说如内部振荡器SIRC，FIRC，128KLPO，外部晶振等，跟所使用的外设（FTM, LPIT，LPT，RTC等）和哪一路输出时钟（SYS\_CLK，BUS\_CLK，SPLLDVI1\_CLK等）没有直接关系。

由于S32K144提供的时钟源和配置方法比较多，那么如何有效配置得到自己想要的时钟呢？  
下面以S32K144为例，从时钟定义图开始，逐步介绍如何寻找S32K144时钟（CORE\_CLK, BUS\_CLK,）合适的配置方法，并根据测试方法验证配置是否有效。

**0. 目标**

**输出目标**

clock clock= 80MHz（以下MHz简称M）

bus clock=40MHz， Normal Mode（默认）

注意：只有支持105℃的部分S32K144型号，core clock才能支持到最高112M（HSRUN），其他型号不论HSRUN模式，还是RUN模式，最高支持80M。

**测试工具**

PCB: S32K144EVB-Q100

IDE: S32DS for ARM 2018.R1

**1.时钟定义**

配置时钟先从学会看时钟分配图开始，会看图了，配置就成功了一半。

![741401-20190620091135269-992443711.png][]

因为能实现目标的路径可能有多种，这里先选中一条配置路径，再判断是否可行（蓝色箭头+框）。

时钟源选择外部晶振8M，即SOSC=8M => SPLL时钟源 SPLL\_CLK\_SOURCE = SOSC = 8M，

![741401-20190620091528749-1183429296.png][]

**  2.确认内部时钟要求**

CORE\_CLK/ SYS\_CLK 最高支持112M(HSRUN) , 80M(RUN)，目标@80M符合要求。

不过，BUS\_CLK最高支持56M(HSRUN), 48M(RUN)，目标@40M符合要求。

![741401-20190620092025398-507148969.png][]

**3.确认外部晶振 8M**

查看S32KEVB-Q100评估板原理图，知外部晶振8M => System PLL输入 SPLL\_SOURCE=8M

![Image 1][]

**4.确认System PLL分频及倍频**

这里选择PREDIV=0, MULT=0b11000 (10进制： 24)

VCO\_CLK=8M/(0+1) X (24+16) = 320MHz

SPLL\_CLK=(VCO\_CLK)/2 = 160MHz

![741401-20190620092750016-791945470.png][]

![741401-20190620093842167-952207134.png][]

![741401-20190620093847654-586041406.png][]

考虑：这里MULTI还可以>24 => 倍频因子>40，那么能不能配置VCO\_CLK >320M，而最终CORE\_CLK=80M呢？

答案是不行，因为VCO\_CLK最高支持到320M，可以参考S32K-RM。

![741401-20190620094818838-604816926.png][]

** 5.具体寄存器配置**

可参考RM配置方法

![741401-20190620095108258-1242728232.png][]

**6.设置检测方法**

1）初步确定为通过IO口直接输出与总线时钟相关的时钟或者分频后的时钟

2）寻找SCH上是否有可直接利用的MCU引脚

MCU完整型号：FS32K144HRT0VLLT， 封装：LQFP100

查RM附件IO描述表，发现能作为CLKOUT pin的有PTD14, PTE10, PTB5。

如有可用CLKOUT pin，配置相应的pin为CLKOUT功能

1）配置PORT的MUX为CLKOUT对应ALT功能，并使能端口时钟；

![Image 1][]

2）配置SIM\_CHIPCTL选择输出的时钟，以及输出的分频系数；

输出时钟结构

![Image 1][]

CLKOUTSEL - 选择输出时钟，如选择设置CLKOUTSEL=0b1001，则CLKOUT pin输出Bus\_Clock

![Image 1][]

**7.时钟配置代码**

main.c

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][]

int main(void)
    {
            volatile uint32_t cnt = 0;
    
        Clock_Init();
    
        Port_Init();
    
        Clock_Out_Bus();
    
        while(1)
        {
            cnt ++;
        }
    
        return 0;
    }

clock.c - 时钟配置

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][]

/**
     * 配置MCU时钟, 使SYS_CLK=80MHz, BUS_CLK=40MHz, FLASH_CLK=20MHz, 用外部晶振f_osc=8MHz
     * SPLL_CLK=160MHz, VCO_CLK=320MHz
     * @note
     * 计算公式:
     * BUS_CLK=SYS_CLK / DIVBUS
     * SYS_CLK=SPLL_CLK / DIVCORE
     * SPLL_CLK=(VCO_CLK) / 2
     * VCO_CLK=SPLL_SOURCE / (PREDIV + 1) x (MULT + 16)
     * 选择外部晶振作为SPLL_SOURCE, SPLL_SOURCE=8MHz
     */
    void Clock_Init(void)
    {
        // 以下初始化顺序不可改变
    
        Clock_SOSC_Init_8M(); // SOSC&SPLL_SOURCE初始化为输出8M
    
        Clock_SPLL_Init_160M(); // SPLL&SCG初始化为输出160M
    
        Clock_RUNMode_SYS_Init_80M(); // sys clock = 80M, bus clock = 40M, flash = 20M
    
    }
    
    
    void Clock_ConfigureOut(SIM_CLKOUTSEL_Type clkoutsel)
    {
        if(clkoutsel <= RTC_CLK)
        {
            SIM->CHIPCTL &= ~SIM_CHIPCTL_CLKOUTEN_MASK; // disable CLKOUT
            SIM->CHIPCTL &= ~SIM_CHIPCTL_CLKOUTSEL_MASK; // clear CLKOUT
    
            SIM->CHIPCTL |= SIM_CHIPCTL_CLKOUTSEL(clkoutsel); // select CLKOUT source = clkoutsel
    
            SIM->CHIPCTL |= SIM_CHIPCTL_CLKOUTEN_MASK; // enable CLKOUT
        }
    }
    
    
    /**
     * CLKOUT pin输出Bus CLK
     */
    void Clock_Out_Bus(void)
    {
        Clock_ConfigureOut(BUS_CLK);
    }
    
    /**
     * 配置SOSC_CLK=8M
     * @output SOSCDIV1_CLK
     * @output SOSCDIV2_CLK
     * @note
     * 外部晶振8M
     * 计算公式
     * SOSCDIV1_CLK=SOSC_CLK / SOSCDIV1
     * SOSCDIV2_CLK=SOSC_CLK / SOSCDIV2
     */
    void Clock_SOSC_Init_8M(void)
    {
        // Frequency division for SOSCDIV1_CLK, SOSCDIV2_CLK
        SCG->SOSCDIV=SCG_SOSCDIV_SOSCDIV1(1) // SOSCDIV1=1 : Divide by 1
                | SCG_SOSCDIV_SOSCDIV2(1);   // SOSCDIV2=1 : Divide by 1
    
        SCG->SOSCCFG=SCG_SOSCCFG_RANGE(0b11) // RANGE=3: 8-40 MHz SOSC
                // RANGE=3: 8-40 MHz SOSC
                | SCG_SOSCCFG_HGO(1)    // HGO=0: Configure crystal oscillator for high-gain operation
                | SCG_SOSCCFG_EREFS(1); // EREFS=1： Internal crystal oscillator of OSC selected
    
        while(SCG->SOSCCSR & SCG_SOSCCSR_LK_MASK); /* Ensure SOSCCSR unlocked */
        SCG->SOSCCSR = SCG_SOSCCSR_SOSCEN(1);      // SOSC Enable
    }
    
    /**
     * 配置MCU时钟SPLL_CLK=160M
     * @require SOSC_CLK = 8M
     * @output SPLL_CLK
     */
    void Clock_SPLL_Init_160M(void)
    {
        while(SCG->SPLLCSR & SCG_SPLLCSR_LK_MASK); /* Ensure SPLLCSR unlocked */
    
        // 关闭SPLL
        SCG->SPLLCSR = 0; /* SPLLEN=0: SPLL is disabled (default) */
    
        // 配置SCG_SPLLCFG, 使VCO_CLK=320MHz, SPLL_CLK=160MHz
        SCG->SPLLCFG = SCG_SPLLCFG_PREDIV(0) | SCG_SPLLCFG_MULT(0b11000);
    
        SCG->RCCR = SCG_RCCR_SCS(0b0110)  // System Clock Source: System PLL (SPLL_CLK)
                | SCG_RCCR_DIVCORE(0)   // DIVCORE=0
                | SCG_RCCR_DIVBUS(1)    // DIVBUS=1
                | SCG_RCCR_DIVSLOW(1);  // DVISLOW=1
    
        // 使能SPLL
        SCG->SPLLCSR |= SCG_SPLLCSR_SPLLEN_MASK;
        // Lock SPLL
        SCG->SPLLCSR |= SCG_SPLLCSR_LK_MASK;
    }
    
    
    /**
     * SYS_CLK = 80M, BUS_CLK = 40M, FLASH_CLK=20M
     * @require SPLL_CLK=160M
     * @note SYS_CLK=80MHz,BUS_CLK=40MHz, 使用外部晶振f_osc=8MHz
     * 前提条件使用SPLL_SOURCE=160M作为system clock
     * 计算公式:
     * SYS_CLK=SPLL_CLK / DIVCORE
     * BUS_CLK=SYS_CLK / DIVBUS
     * FLASH_CLK=SYS_CLK / DIVSLOW
     * SPLL_CLK=(VCO_CLK) / 2
     * VCO_CLK=SPLL_SOURCE / (PREDIV + 1) x (MULT + 16)
     *
     * =>DIVCORE=1, DIVBUS=1,DIVSLOW=3
     */
    void Clock_RUNMode_SYS_Init_80M(void)
    {
        // 配置system clock源, DIVCORE, DIVBUS, DIVFLASH
        SCG->RCCR = SCG_RCCR_SCS(0b0110)// Select System Clock Source: System PLL (SPLL_CLK)
                | SCG_RCCR_DIVCORE(1)
                | SCG_RCCR_DIVBUS(1)
                | SCG_RCCR_DIVSLOW(3);
    
        // 检查Clock Status(SCG_CSR) 是否为RCCR配置
        while(0b0110 != (SCG->CSR & SCG_CSR_SCS_MASK) >> SCG_CSR_SCS_SHIFT) { }
    }

Port.c

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][]

#define PORTD14_IDX              14
    #define PORTD16_IDX              16
    
    #define PORT_CLKOUT_IDX          PORTD14_IDX
    #define PORT_LED_GREEN_IDX       PORTD16_IDX
    
    
    /*
     * PTD14 - CLKOUT
     * PTD16 - GPO for LED
     */
    void Port_Init(void)
    {
        // Enable clock to PORTD
        if(PCC->PCCn[PCC_PORTD_INDEX] & PCC_PCCn_PR_MASK)
        {
            PCC->PCCn[PCC_PORTD_INDEX] |= PCC_PCCn_CGC(1); // Clock enabled to PORTD
        }
    
        // Set Port Data Direction
        PTD->PDDR |= 1 << PORT_LED_GREEN_IDX; // Port Data Direction: output
    
        // set/clear PortD's value
    //    PTD->PTSO |= 1 << PORT_LED_GREEN_IDX; // Port Set Output
        PTD->PCOR |= 1 << PORT_LED_GREEN_IDX; // Port Clear Output
    
    
        // PTD16 - GPO
        PORTD->PCR[PORT_LED_GREEN_IDX] = PORT_PCR_MUX(0b0000001); // Port D16: MUX=ALT1, GPIO(to green LED on EVB/PCB)
        // PTD14 - CLKOUT
        PORTD->PCR[PORT_CLKOUT_IDX] = PORT_PCR_MUX(0b00000111);  // Port D14: MUX=ALT4, CLKOUT
    
    }

clock.c - CLKOUT 输出选择

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][]

/**
     * CLKOUT pin输出Bus CLK
     */
    void Clock_Out_Bus(void)
    {
        Clock_ConfigureOut(0b1001);
    }
    
    
    void Clock_ConfigureOut(SIM_CLKOUTSEL_Type clkoutsel)
    {
        if(clkoutsel <= 0b1110)
        {
            SIM->CHIPCTL &= ~SIM_CHIPCTL_CLKOUTEN_MASK; // disable CLKOUT
            SIM->CHIPCTL &= ~SIM_CHIPCTL_CLKOUTSEL_MASK; // clear CLKOUT
    
            SIM->CHIPCTL |= SIM_CHIPCTL_CLKOUTSEL(clkoutsel); // select CLKOUT source = clkoutsel
    
            SIM->CHIPCTL |= SIM_CHIPCTL_CLKOUTEN_MASK; // enable CLKOUT
        }
    }

**8. 观察CLKPUT pin 输出**

需要用示波器观测PTD14，截图略。

转载于:https://www.cnblogs.com/fortunely/p/11057040.html

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[741401-20190620091528749-1183429296.png]: /images/20211210/9de53afecaf24acdaa6c596c7c7ef6be.png
[741401-20190620092025398-507148969.png]: /images/20211210/7d4923dca0484de9ba340ba565ad8be5.png
[Image 1]: 
[741401-20190620092750016-791945470.png]: /images/20211210/c3c4b5da318745958451d54f5f57b8c3.png
[741401-20190620093842167-952207134.png]: /images/20211210/330b33fb7fe54e8ca4e76d0eac4cdc10.png
[741401-20190620093847654-586041406.png]: /images/20211210/57d24276b4714a2ca8b93bd904756dba.png
[741401-20190620094818838-604816926.png]: /images/20211210/e2946167062a4ce88cf32de6489bd685.png
[741401-20190620095108258-1242728232.png]: /images/20211210/35a01f224a734f7ea07a06fee1df4701.png
[ContractedBlock.gif]: https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif
[ExpandedBlockStart.gif]: /images/20211210/50e67a6d01ed44edbf9e5fb0671d4395.png