原创 C8051F学习笔记2：C8051F振荡器

C<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />8051F学习笔记2：C8051F振荡器<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

C8051F320/1有一个可编程内部振荡器、一个外部振荡器驱动电路和一个4倍时钟乘法器。

系统时钟（SYSCLK）可以来自内部振荡器、外部振荡器电路或4倍时钟乘法器二分频。

USB时钟（USBCLK）可以来自内部振荡器、外部振荡器电路或4倍时钟乘法器。

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   振荡器框图

可编程内部振荡器

系统复位后内部振动器默认系统时钟并工作在1.5MHz。

两个寄存器：OSCICL（内部振荡器校准寄存器）和OSCICN（内部振荡器控制寄存器）。

OSCICL（内部振荡器校准寄存器）

OSCICL复位值已经过工厂校准，对应的基频为12MHz，精度为±1.5%，该频率适合作为USB时钟。软件可以下面所述修改内部振荡器的频率。 一般情况下是不用对OSCICL进行配置。

OSCICN（内部振荡器控制寄存器）

IOSCEN:为内部振荡器使能位，0禁止，1使能，手册上写复位值为0，是错误的，应该为1，这样，复位后系统时钟默认为内部振荡器。

IFCN1-0:内部振荡器分频选择，复位后为00，系统默认为1.5MHz

内部振荡器初始化

   OSCICN |= 0x03;                 //内部振荡器输出为12MHz

程序也可以这样写

OSCICN = 0x83;

//内部振荡器输出为0x83——12MHz; 0x82——6MHz;0x81 3MHz

当程序没有对振荡器初始化时，默认系统时钟采用内部振荡器，并运行在1.5MHz频率下。

OSCICN = 0x83;

外部振荡器驱动电路

外部振荡器电路可以驱动外部晶体、陶瓷谐振器、电容或RC网络和外部CMOS时钟提供系统时钟。

当使用外部振荡器电路时，必须对所用端口引脚进行配置。端口I/O交叉开关应被配置为跳过被振荡器占用的引脚。

当外部振荡器电路被配置为CMOS时钟方式时，端口引脚P0.3被用作XTAL2。

当外部振荡器电路被配置为晶体/谐振器方式时，端口引脚P0.2和P0.3分别被用作XTAL1和XTAL2

当外部振荡器电路被配置为RC方式时，端口引脚P0.3被用作XTAL2。

当外部振荡器电路被配置为电容方式时，端口引脚P0.3被用作XTAL2。

OSCXCN：外部振荡器控制寄存器

   OSCXCN（外部振荡器控制寄存器）的具体配置方法可以参考应用笔记“AN002 配置内部和外部振荡器”。

下载：https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2009/4/18/af44147a-eb7b-40a4-97c8-b89b900ee5d3.rar

使用外部RC或外部C连接要注意：

1.由于RC振荡频率误差较大，建议在可能的情况下，波特率尽可能小，以免通讯失误。

2.如果单片机之间通讯，且单片机为同型号，均采用相同值的RC振荡，只要按相同的值设定波特率即可。

3.如果产品是与计算机通讯的，可让计算机以300波特率发00H，用单片机测一下，需编程处理。

4.其它测定频率的办法：

（1）用带有晶振振荡的单片机来测，需编程处理。

（2）用仿真机来测，需编程处理。

（3）用RC振荡的单片机测定频率信号源（频率要稳、准、低），

     需编程处理。

4倍时钟乘法器

用CLKMUL寄存器配置4倍时钟乘法器。配置和使能4倍时钟乘法器的步骤如下：

1．通过向寄存器CLKMUL写0x00来复位时钟乘法器。

2．用MULSEL位选择时钟乘法器的输入。

3．用MULEN位使能时钟乘法器（CLKMUL | = 0x80）。

4．延时大于5 μs。

5．用MULINIT位初始化时钟乘法器（CLKMUL | = 0xC0）。

6．查询等待MULRDY =>‘1’。

注意：当使用外部振荡器作为4倍时钟乘法器的输入时，外部振荡源必须在乘法器被初始化之前被使能并稳定运行。

CLKMUL：时钟乘法器控制寄存器

要注意的是，4倍时钟乘法器使能(MULEN=1)，MULSEL选择4倍时钟乘法器的输入，如果选择的是内部振荡器(MULSEL=00)，则4倍时钟乘法器的输出为24MHz(12MHzX4÷2)，与IFCN1-0无关，既是无论内部振荡器是不分频还是2，4，8分频，4倍时钟乘法器的输出都是24MHz。（系统初始的出厂校准频率为12MHz，OSCICL没动）

例子：

void Oscillator_Init()

{

    int i = 0;

    CLKMUL    = 0x80;    //时钟乘法器使能，连接时钟乘法器的是内部振荡器

    for (i = 0; i < 20; i++);    // Wait 5us for initialization

    CLKMUL    |= 0xC0;

while ((CLKMUL & 0x20) == 0);

CLKSEL    = 0x02;    //4倍时钟乘法器/2

OSCICN    = 0x83;    //使能内部振荡

}

void Oscillator_Init()

{

    int i = 0;

    OSCXCN    = 0x20;   //外部COMS时钟方式

    CLKMUL    = 0x82;    //时钟乘法器使能，连接时钟乘法器的是外部振荡器

    for (i = 0; i < 20; i++);    // Wait 5us for initialization

    CLKMUL    |= 0xC0;

    while ((CLKMUL & 0x20) == 0);

    CLKSEL    = 0x02;   //4倍时钟乘法器/2

    OSCICN    = 0x03;   //禁止内部振荡

}

系统时钟和USB时钟选择

        这不是真正的振荡器框图，只是对时钟选择寄存器(CLKSEL)的示意图。CLKSEL的位1-0 CLKSL1-0三选一，在

内部振荡器（由寄存器OSCICN中IFCN位选择分频系数）12MHz/6MHz/3MHz/1.5MHz

外部振荡器

内部振荡器24MHz/外部振荡器频率

三个中选择一个作为系统时钟。

CLKSEL：时钟选择寄存器

选择振荡器的过程很繁琐，我们可以借助Configuration Wizard 可以为Silicon Laboratories MCU自动生成振荡器的初始化代码，简化了C8051F的开发。

振荡器配置有5个标签页。

内部振荡器设置(OSCICN)

外部振荡器设置(OSCXCN)

内部振荡器使能(Enable Internal Oscilator)和外部振荡器禁止(External Oscilator Off)要同时有效。

4倍时钟乘法器选择(CLKMUL)

系统时钟选择(CLKSEL)

如果选择了4倍时钟乘法器使能(Enable Clock Multiplier)，系统时钟选择就选择(Use Clock Multiplier/2 as SYSCLK)，否则根据前面是内部振荡器使能还是外部振荡器使能，选择系统时钟。

              SYSCLK是系统时钟的缓冲输出，输出的是系统时钟。可以在交叉开关中允许其输出到输出端口引脚。也可以通过输出SYSCLK，测试振荡器设置是否满足设计的预期。

     配置管脚P0.0(C8051F320的2脚)为系统时钟SYSCLK输出，数字推免输出。

void Port_IO_Init()

{

    // P0.0  -  SYSCLK,      Push-Pull,  Digital

    P0MDOUT   = 0x01;

    XBR0      = 0x08;

    XBR1      = 0x40;

}

    下面程序把C8051F320配置成内部振荡，4倍时钟乘法器，SYSCLK管脚输出24MHz频率。

程序下载：https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2009/4/18/fb41dc33-cb7b-48bc-8695-fa4cbdf1a745.rar