在上一个实验中，我们已经让芯片“跑”起来了。但是它是工作在默认的状态，并没能发挥出芯片的性能。我们在这次活动中，研究一下芯片的系统模块配置，使ARM芯片的性能得到充分的发挥。了解芯片的时钟源，为后续的实验打好基础。所以必须先把系统模块设置搞清楚。


在这次活动中，我们的学习目的：
第一、了解LPC2103芯片的时钟系统。分清晶振频率(FOSC)、处理器时钟(Fcclk)、系统外设时钟(Fpclk)、CCO时钟。
第二、通过对锁相环PLL和VPB分频器的配置，实现我们想要的时钟系统。

我们开始。先看下面的图。
2.jpg (8.27 KB)

2009-3-30 17:37
（图一 几种频率的关系。括号里是有关的寄存器名）
PLL锁相环：可以通过PLL升频和增强抗干扰性能。
VPB分频器: 对PLL时钟分频，供给片上外设使用。

区分下面四种时钟频率的概念：
晶振频率(FOSC)：外部晶振的频率，我们的板子焊的是11.0592M的。
处理器时钟(Fcclk)：芯片执行指令的频率。Fcclk = FOSC × PLL倍频。相关寄存器：PLLCFG[4:0]。
VPB时钟(Fpclk)：给片内外设提供的时钟频率。Fpclk=Fcclk/PLL分频。相关寄存器：APBDIV
CCO时钟：不用管它是干什么的。只要把它设置成156MHz~320MHz就行。相关寄存器：PLLCFG[6:5]

下面是IAR5.4和MDK4.2的起动文件的默认配置。

IAR5.4
MDK3.24

文件名
lpc2xxx_cstartup
Startup.s

版本
Revision: 21638
未标识

PLL
锁相环
未设置
默认值为
PLL倍增器值M=1
PLL分频器值P=1
PLLCFG=0x04;
PLL倍增器值M=5
PLL分频器值P=2


VPB
分频器
未设置
默认值为VPB总线时钟为处理器时钟的1/4
未设置
默认值为VPB总线时钟为处理器时钟的1/4


我们发现，IAR的起动文件中没有对PLL进行配置，它是工作在默认配置下，没有倍频。相比之下，MDK的默认配置更能发挥出芯片的性能。MDK启用了PLL，ARM指令工作在5倍于晶振频率。我们现在准备在IAR中把PLL配置成6倍频、VPB 2分频的状态。

PLL配置需要的寄存器如下：
PLLCON：PLL控制寄存器。控制PLL使能和PLL连接的状态。
PLLCFG：PLL配置寄存器。设置PLL倍频和PLL分频。
PLLSTAT：PLL状态寄存器。只读寄存器，读出PLL状态。
PLLFEED：PLL馈送寄存器。将值0xAA、0x55写入PLLFEED，才能使PLLCON和 PLLCFG的配置生效。

VPB配置需要的寄存器
APBDIV：VPB分频器。

计算频率值：
Fosc = 11.0592MHz //外部晶振频率
Fcclk = 11.0592*6 = 66.3552MHz //必须低于芯片的最高频率70MHz
Fpclk = Fcclk/4 = 16.5888MHz
Fcco = 66.3552*2*P = 265.4208MHz
//必须在156MHz~320MHz之间

设置过程。
先对PLLCFG设置，PLLCON置成使能，但不连接的状态。等待PLL频率锁定以后，最后把PLL设置成连接入状态，把经过PLL倍增的频率接入，作为系统时钟使用。

下面是程序例子，在main函数中调用。
void Init_VPB_PLL()
{
//Fosc = 11.0592MHz
//Fcclk = 11.0592*6 = 66.3552MHz
//Fcco = 66.3552*2*P =265.4208MHz
//Fpclk =16.5888MHz

// 配置VPB分频器相关寄存器
APBDIV = 0x00; // Fcclk * 1/4


//配置PLL锁相环相关寄存器
PLLCFG = 0x25; // 0 01 00101 分频器值(P=2) 倍增器值(M=6)
PLLCON = 0x01; // PLLE=1 PLL使能 但PLL未连接
PLLFEED = 0xAA;// 0xAA 和0x55,为固定数据，写入以后。配置才会生效。
PLLFEED = 0x55;

while((PLLSTAT&(1<<10))==0);

PLLCON = 0x03; //PLLE=1 PLLC=1 PLL使能并连接
PLLFEED = 0xAA;
PLLFEED = 0x55;
}

下面是main函数调用
1+1.JPG (63.72 KB)

2009-3-30 17:37
PLL说明和设置详细内容请参考如下文档：
user.manual.lpc2101.lpc2102.lpc2103.PDF 46-53（英文原版）
LPC2101_2102_2103_01-user_cn.PDF 19-24页 （周立功翻译）
ARM嵌入式系统基础教程+周立功 电子文档 158-164页（周立功翻译）
我们把上面程序加入上一个实验的程序中。结果发现，发光二极管闪动明显加快，这就是调置倍频的结果。
图
下期活动内容：
LPC2103 定时器中断。
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来源： http://bbs.eeworld.com.cn/thread-74386-1-1.html