第十二章第十二章 GP32的其他功能模块的其他功能模块主要内容v CONFIG寄存器 v 时钟发生模块CGM与锁相环PLL v 中断 v 复位与系统集成模块 v 低功耗模式与看门狗功能v 监控模块MON12.1 CONFIG寄存器寄存器（1）CONFIG2 CONFIG2寄存器只有低两位有定义，寄存器只有低两位有定义，CONFIG2的地址是：的地址是：$001E，定义为：定义为： 数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义 OSCSTOPENB SCIBDSRC OSCSTOPENB SCIBDSRC 复位复位 0 0 0 0 0 0 0 0 D1OSCSTOPENB位：振荡器位：振荡器STOP模式下允许位。模式下允许位。OSCSTOPENB=1，振荡器在振荡器在STOP模式下也正常工作。这一点对于时基模式下也正常工作。这一点对于时基模块在模块在STOP模式下产生周期性的唤醒非常有用。模式下产生周期性的唤醒非常有用。OSCSTOPENB=0，在，在STOP模式下禁止振荡器工作。模式下禁止振荡器工作。 D0SCIBDSRC位：位：SCI波特率时钟源控制位。波特率时钟源控制位。SCIBDSRC控制控制SCI的时钟源。这个位的设置影响的时钟源。这个位的设置影响SCI操作的频率。操作的频率。SCIBDSRC=1，SCI用内部总线时钟，反之，用内部总线时钟，反之，SCI用外部振荡器时钟。用外部振荡器时钟。 12.1 CONFIG寄存器（2）CONFIG1 CONFIG1CONFIG1的地址是：的地址是：$001$001F F，定义为：定义为：数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义COPRS LVISTOP LVIPWRD LVIRSTD LIV50R3 SSREC STOP COPD复位复位 0 0 0 0 0 0 0 0D7COPRS位：位：COP速度选择位。速度选择位。COPRS选择选择COP溢出的范围。溢出的范围。 D6LVISTOP位：位：STOP模式下模式下LVI允许位。允许位。 D5LVIRSTD位：位：LVI复位禁止位。复位禁止位。D4LVIPWRD位位：为：为LVI电源禁止位。电源禁止位。 D3LVI5OR3位：位：LVI的的5V或者或者3V操作模式选择位。操作模式选择位。 D2SSREC位：位：快速快速STOP模式恢复选择位。模式恢复选择位。 D1STOP位：位：STOP指令允许位。指令允许位。STOP位决定是否允许位决定是否允许STOP指令。指令。 D0COPD位位：COP禁止位。禁止位。COPD位决定是否禁止位决定是否禁止COP模块。模块。返回返回12.1 CONFIG寄存器12.2 时钟发生模块时钟发生模块CGM与锁相环与锁相环PLL12.2.1 锁相环锁相环PLL的基本概念的基本概念 （1）锁相技术与频率合成技术）锁相技术与频率合成技术 锁锁相相技技术术：就就是是实实现现相相位位自自动动控控制制的的一一门门科科学学，利利用用它它可可以以得得到到频带范围宽、波道多、稳定度高、精度高的频率源。频带范围宽、波道多、稳定度高、精度高的频率源。 频频率率合合成成技技术术：就就是是利利用用一一个个或或几几个个具具有有高高稳稳定定度度和和高高精精度度的的频频率率源源（一一般般由由晶晶体体振振荡荡器器产产生生），通通过过对对它它们们进进行行加加减减（混混频频），乘乘（倍倍频频），除除（分分频频）运运算算，产产生生大大量量的的具具有有相相同同频频率率稳稳定定度度和和频频率率精精度度的的频频率率信信号号。锁锁相相环环频频率率合合成成技技术术在在通通讯讯、雷雷达达、导导航航、宇宇航航、遥遥控控遥测、电子技术测量等领域都有广泛的应用。遥测、电子技术测量等领域都有广泛的应用。 为了得到稳定度高、精度高的频率源，通常采用频率合成技术。频为了得到稳定度高、精度高的频率源，通常采用频率合成技术。频率合成技术主要有两种：率合成技术主要有两种：直接频率合成技术直接频率合成技术和和间接频率合成技术间接频率合成技术。12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL （1）锁相技术与频率合成技术）锁相技术与频率合成技术 直接频率合成技术：直接频率合成技术：是将一个或几个晶体振荡器产生的频率信号是将一个或几个晶体振荡器产生的频率信号通过谐波发生器产生一系列频率信号，然后再对这些频率信号进行倍频、通过谐波发生器产生一系列频率信号，然后再对这些频率信号进行倍频、分频和混频，最后得到大量的频率信号。分频和混频，最后得到大量的频率信号。 其优点是：频率稳定度高，频其优点是：频率稳定度高，频率转换时间短（可达微秒量级），能做到很小的频率间隔。缺点是：系率转换时间短（可达微秒量级），能做到很小的频率间隔。缺点是：系统中要用到大量的混频器、滤波器等，从而导致体积大，成本高，安装统中要用到大量的混频器、滤波器等，从而导致体积大，成本高，安装调试复杂，故只用于频率精度要求很高的场合。调试复杂，故只用于频率精度要求很高的场合。 间接频率合成技术：间接频率合成技术：是利用锁相技术来产生大量的具有高稳定度是利用锁相技术来产生大量的具有高稳定度和高精度的频率源。由于间接频率合成器的关键部件是锁相环，故通常和高精度的频率源。由于间接频率合成器的关键部件是锁相环，故通常称为锁相环频率合成器。由于锁相环频率合成器的主要部件都易于集成，称为锁相环频率合成器。由于锁相环频率合成器的主要部件都易于集成，一般只加一个分频器和一个一阶低通滤波器，故其具有体积小、重量轻、一般只加一个分频器和一个一阶低通滤波器，故其具有体积小、重量轻、成本低、安装和调试简单等优点。锁相环频率合成器在性能上逐渐接近成本低、安装和调试简单等优点。锁相环频率合成器在性能上逐渐接近直接频率合成器，所以它在电子技术中得到了日益广泛的应用，并在应直接频率合成器，所以它在电子技术中得到了日益广泛的应用，并在应用中得到迅速发展。用中得到迅速发展。 12.2.1 锁相环锁相环PLL的基本概念的基本概念12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL（2）锁相环频率合成器的基本原理）锁相环频率合成器的基本原理锁相环锁相环频率合成器的原理框图频率合成器的原理框图基准频率源基准频率源基准频率源鉴相器鉴相器低通滤波器低通滤波器压控振荡器压控振荡器反馈分频器反馈分频器fr ud uo fo ff 12.2.1 锁相环锁相环PLL的基本概念的基本概念12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL锁相环频率合成器的各个部件锁相环频率合成器的各个部件v基准频率源：基准频率源：基准频率源提供一个稳定频率源，其频率为基准频率源提供一个稳定频率源，其频率为fr，一般用精度一般用精度很高的石英晶体振荡器产生，是锁相环的输入信号。很高的石英晶体振荡器产生，是锁相环的输入信号。v签相器：签相器：签相器是一个误差检测元件。它将基准频率源的输出信号签相器是一个误差检测元件。它将基准频率源的输出信号fr的相的相位与压控振荡器输出信号位与压控振荡器输出信号fo的相位相比较，产生一个电压输出信号的相位相比较，产生一个电压输出信号ud，其大其大小取决于两个输入信号的相位差。小取决于两个输入信号的相位差。v低通滤波器：低通滤波器：低通滤波器的输入信号是签相器的输出电压信号低通滤波器的输入信号是签相器的输出电压信号ud，经过经过低通滤波器后低通滤波器后ud的高频分量被滤除，输出控制电压的高频分量被滤除，输出控制电压uo去控制压控振荡器。去控制压控振荡器。v压控振荡器（压控振荡器（VCO）：）：压控振荡器的输出信号频率压控振荡器的输出信号频率fo与它的输入控制与它的输入控制电压电压uo成一定比例，而分频器将锁相环的输出信号成一定比例，而分频器将锁相环的输出信号fo反馈给签相器，形成一反馈给签相器，形成一个负反馈，从而使输入信号和输出信号之间的相位差保持恒定。个负反馈，从而使输入信号和输出信号之间的相位差保持恒定。v反馈分频器：反馈分频器：分频器为环路提供一种反馈机制，当分频系数分频器为环路提供一种反馈机制，当分频系数N=1时，锁时，锁相环系统的输出信号频率相环系统的输出信号频率fo等于输入信号频率等于输入信号频率fr：fo=fr 信号锁定后有：信号锁定后有： fo=ff=fr 当分频器的分频系数当分频器的分频系数N1，有：有： fo=Nff 即即ff = fo/ N 环路锁定后有：环路锁定后有： ff = fr fo=Nff = Nfr 12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL （1）CGM内部结构框图内部结构框图12.2.2 MC68HC908GP32的的CGM结构及外部连接结构及外部连接CGMVCLKCGMVCLK时时钟钟选选择择电电路路CGMOUTCGMOUTS SI IM MCGMRCLKCGMRCLK基基准准分分频频器器压控压控振荡器振荡器VCOVCO滤滤波波器器鉴鉴相相器器反馈分频器反馈分频器CGMRDVCGMRDVCGMVDVCGMVDVPLLPLL电路电路晶晶体体振振荡荡电电路路CGMXFCCGMXFCV VDDADDAV VSSASSAOSC1OSC1OSC2OSC2CGMXCLKCGMXCLKSIMSIM、TBMTBM、ADCADC等等12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLLCGM内部结构内部结构晶体振荡电路：晶体振荡电路：晶体振荡电路通过外接石英或陶瓷振荡器产生稳定晶体振荡电路通过外接石英或陶瓷振荡器产生稳定不变的时钟信号不变的时钟信号CGMXCLKCGMXCLK，CGMXCLKCGMXCLK直接输出给系统集成模块直接输出给系统集成模块SIMSIM和和ADAD转换转换器。同时也输出到时钟选择模块。器。同时也输出到时钟选择模块。CGMXCLKCGMXCLK经过缓冲后输出到锁相环频率经过缓冲后输出到锁相环频率合成器，作为合成器，作为PLLPLL信号源，这一路信号称为信号源，这一路信号称为CGMRCLKCGMRCLK。 锁相环频率合成器：锁相环频率合成器：PLLPLL电路通过压控振荡器（电路通过压控振荡器（VCOVCO）产生产生CGMVCLKCGMVCLK信信号，输出到时钟选择电路。其频率可通过软件编程控制。图中号，输出到时钟选择电路。其频率可通过软件编程控制。图中CGMXFCCGMXFC为为接滤波电路的引脚。接滤波电路的引脚。 时钟选择电路：时钟选择电路：时钟发生模块的输出信号时钟发生模块的输出信号CGMOUTCGMOUT有两种来源：直接有两种来源：直接采用晶振电路产生的采用晶振电路产生的CGMXCLKCGMXCLK信号二分频，也可以采用压控振荡器信号二分频，也可以采用压控振荡器（VCOVCO）产生产生CGMVCLKCGMVCLK信号二分频，时钟选择电路可以通过软件编程决定信号二分频，时钟选择电路可以通过软件编程决定采用那种信号来源。采用那种信号来源。 12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL（2）CGM的的I/O信号信号I/O信号 符号名称基本含义外外部部硬硬件件引引脚脚信信号号VDDAVSSA PLL电源、地 分别与系统的电源和地相接，在布线时VDDA应该加滤波电容，同时尽量靠近芯片。 OSC1 晶振输入引脚 OSC1将引脚的输入信号连至内部晶振电路的反向放大器。OSC2 晶振输出引脚 OSC2引脚输出经过反向的输入信号。若采用外接信号源作为时钟输入，OSC2引脚可以悬空，也可以连接到其他MCU的OSC1输入引脚。 CGMXFC 外部滤波电容引脚 CGMXFC为PLL电路环路滤波器所必需的，连接一个外接滤波网络。为了减小干扰，提高系统电磁兼容性，在元件布局上，滤波网络应该尽量靠近MCU，用最短的连线连接，同时远离其他布线。来自来自SIMSIMSIMOSCEN 振荡器允许 来自系统集成模块SIM，允许PLL和晶振电路 来自来自CONFIG2CONFIG2OSCSTOPENB 振荡器停止模式允许位 OSCSTOPENB是CONFIG寄存器中和晶振相关的控制位。若置位，则晶振电路在STOP模式下可继续工作；若复位（缺省情况），则晶振电路的行为受SIMOSCEN标志位控制，在STOP模式下将关闭晶振电路。 输出输出CGMXCLK（给SIM、TIM、ADC） 晶体频率输出信号 CGMXCLK是晶振电路的输出信号，频率等于石英晶体的频率。信号的精度和质量取决于外接晶体和外界因素，当然，在系统启动阶段，CGMXCLK是不稳定的 输出输出CGMOUT（给SIM） CGM的输出 CGMOUT是时钟发生模块的输出信号，信号送入SIM模块，SIM模块产生MCU的时钟信号。CGMOUT占空比为50%，经过2分频后产生总线时钟，CGMOUT的来源可编程选定为晶振电路输出CGMXCLK的二分频或VCO电路的输出CGMVCLK二分频12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL（3）CGM的的外部连接外部连接0.10.1+5V+5V0.470.470.010.011010K KPLLPLL滤波滤波MC68HC908GP32MC68HC908GP32引脚引脚 1 2 3 4 51 2 3 4 5含义含义 V VDDADDA V VSSASSA CGMXCLK CGMXCLK OSC2 OSC1 OSC2 OSC1C1C1C2C2RSRS晶振电路晶振电路RBRBX1在典型应用情况下，在典型应用情况下，CGM模块需模块需要要9个外接器件，其中晶振电路中需要个外接器件，其中晶振电路中需要5个，个，PLL电路需要电路需要2到到4个。如右图所示。个。如右图所示。有了这些连接，从硬件角度看，有了这些连接，从硬件角度看，MCU就可以正常工作了。就可以正常工作了。 晶振电路晶振电路采用的元件有：晶体采用的元件有：晶体X1，电容电容C1，C2，反馈电阻反馈电阻RB，串行电阻串行电阻RS。串行电阻串行电阻RS，C1，C2的取值可参考晶振厂家给出的典型值，电容一般取的取值可参考晶振厂家给出的典型值，电容一般取10-36p，C1与与C2值应该略有差异，以利于晶振电路起振。典型情况下，值应该略有差异，以利于晶振电路起振。典型情况下，RS取取330K，RB为为10M。晶振采用晶振采用32.768KHZ。 PLL电路电路采用的元件有：采用的元件有：跨接电容，用于稳定锁相环电源引脚，一般取跨接电容，用于稳定锁相环电源引脚，一般取0.1uF左右。左右。滤波网络，为芯片内部的锁相环电路提供误差电平，元件参数可参滤波网络，为芯片内部的锁相环电路提供误差电平，元件参数可参考上图。考上图。 注：注：如用户不打算在应用中使用锁相环电路部分，这一部分电路可以不接，如用户不打算在应用中使用锁相环电路部分，这一部分电路可以不接，让让CGMXFC引脚悬空。引脚悬空。 12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL12.2.3 CGM的的编程基础编程基础（1）PLL控制寄存器（控制寄存器（PLL Control RegisterPCTL） PCTL的地址：的地址：$0036，定义为：，定义为：数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义PLLIE PLLF PLLON BCS PRE1 PRE0 VPR1 VPR0复位复位 0 0 0 0 0 0 0 0 D7 PLLIE位：位：PLLPLL中断使能位中断使能位(PLL Interrupt Enabled Bit)。该位可读写，决定当该位可读写，决定当PLL带宽控制寄存器的带宽控制寄存器的LOCK标志位反转时是否标志位反转时是否产生产生CPU中断。中断。 D6 PLLF 位：位：PLLPLL中断标志位中断标志位( (PLL Interrupt Flag Bit)PLL Interrupt Flag Bit)。该位只读。当该位只读。当LOCKLOCK标志位反转时被置位。标志位反转时被置位。 D5 PLLON位位 ：PLL开关检测位开关检测位(PLL On Bit)。该位为可读该位为可读写，用于启动写，用于启动PLL电路并激活电路并激活VCO时钟时钟CGMVCLK，当，当VCO正作为正作为基准时钟源时，基准时钟源时，PLLON不能被清零（不能被清零（BCS=1），），要关闭要关闭PLL应该先应该先不选不选PLL为时钟源（为时钟源（BCS=0），），再清除再清除PLLON位。位。MCU上电复位后上电复位后此位置此位置1。 12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLLD4 BCS 位：位：CGMCGM基时钟选择位基时钟选择位( (Base Clock Select Bit)Base Clock Select Bit)。该位为可该位为可读写，用于决定读写，用于决定CGMCGM模块的输出信号模块的输出信号CGMOUTCGMOUT的输入信号源。的输入信号源。BCS=1BCS=1，选择选择PLLPLL电电路为时钟源，路为时钟源，CGMVCLKCGMVCLK二分频后驱动二分频后驱动CGMOUTCGMOUT；BCS=0BCS=0，选择晶振为时钟源，选择晶振为时钟源，CGMXCLKCGMXCLK二分频后驱动二分频后驱动CGMOUTCGMOUT。 D3D2 PRE1PRE0：预分频位预分频位( (PrescalerPrescaler Program Bits) Program Bits)。这两这两位为可读写。设置预分频器的分频因子位为可读写。设置预分频器的分频因子P P ，预分频器的分频因子预分频器的分频因子P P（由此得到由此得到预分频系数预分频系数NP=2PNP=2P）与）与PRE1PRE1、PRE0PRE0关系如下关系如下: :PRE1、PRE0 = 00 P=0 NP=1 (20) = 01 P=1 NP=2 (21) = 10 P=2 NP=4 (22) = 11 P=3 NP=8 (23) D1D0 VPR1VPR0：VCOVCO的的E E选择位选择位( (VCO Power-of-Two Range VCO Power-of-Two Range Select Bits)Select Bits)。这两位为可读写。设置这两位为可读写。设置VCOVCO模块的参数模块的参数E E，控制参考频率。控制参考频率。E E与与VPR1VPR1、VPR0VPR0关系如下关系如下: : VPR1、VPR0 = 00 E=1 (20) = 01 E=2 (21) = 10 E=4 (22) = 11 E=8 (23) ( (不使用不使用) ) （1）PLL控制寄存器（控制寄存器（PLL Control RegisterPCTL）12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL （2）PLL带宽控制寄存器（带宽控制寄存器（PLL Bandwidth Control RegisterPBWC） PCTL的地址：的地址：$0036，定义为：，定义为：12.2.3 CGM的的编程基础编程基础数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义AUTO LOCK ACQ# 保留保留复位复位 0 0 0 0 0 0 0 0D7 AUTO位：位：自动带宽控制位自动带宽控制位(Automatic Bandwidth Control Bit)。该位可读写，用于选择自动或手动带宽模式。该位可读写，用于选择自动或手动带宽模式。AUTO=1，自动方式；自动方式；AUTO=0，手动方式。手动方式。 D6 LOCK位：位：Lock指示位指示位(Lock Indicator Bit)。当。当AUTO位为位为1时（设为自动方式），时（设为自动方式），LOCK为只读位，且当为只读位，且当VCO的时钟的时钟CGMVCLK完完成锁定（工作在程序设定频率）后置成锁定（工作在程序设定频率）后置1，表示时钟稳定。当，表示时钟稳定。当AUTO位为位为0时时（设为手动方式），（设为手动方式），LOCK始终读出为始终读出为0，无意义。，无意义。 D5 ACQ#位：位：获取模式位获取模式位(Acquisition Mode Bit)。=1，跟踪模跟踪模式式; =0，获取模式。，获取模式。 12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL12.2.3 CGM的的编程基础编程基础（3）PLL倍频选择寄存器（倍频选择寄存器（PLL Multiplier Control RegisterPMSH、PMSL） PMSH、PMSL的地址分别为：的地址分别为：$0038、$0039，设置分频模块的分频，设置分频模块的分频系数。系数。PMSH的高的高4位没有定义，始终为位没有定义，始终为0。PMSH的低的低4位与位与PMSL一起组一起组成成12位的分频因子，记为位的分频因子，记为MUL11MUL0，它们决定了它们决定了VCO电路的反馈电路的反馈模块的分频因子模块的分频因子N的高的高4位。由于分频因子位。由于分频因子N不能为不能为0，即使设置为，即使设置为0，系统，系统也会默认为也会默认为1。复位时。复位时N=64(即：即：PMSH:PMSL=$0040)。注意：倍频因子注意：倍频因子寄存器有内部的保护机制，当寄存器有内部的保护机制，当PLLON=1时，时，PMSH:PMSL不能被写入。不能被写入。即对即对PMSH:PMSL的写入操作应当在的写入操作应当在PLL电路关闭的情况下，电路关闭的情况下，PLL电路工电路工作后不能改变作后不能改变PMSH:PMSL的值。的值。 12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL12.2.3 CGM的的编程基础编程基础（4）PLL VCO范围选择寄存器（范围选择寄存器（PLL VCO Range Select RegisterPVRS） PVRS的地址是：的地址是：$003A，功能是对功能是对VCO电路进行设置。其电路进行设置。其8位分别位分别记为：记为：VRS7VRS0。这这8位均为可读可写位，确定位均为可读可写位，确定VCO输出频率范围输出频率范围系数系数L，对，对PVRS的写操作只能在的写操作只能在PLL关闭时进行，当打开关闭时进行，当打开PLL (PCTL中的中的PLLON=1)时时PVRS不能被写。在不能被写。在PVRS中写入中写入$00将禁止将禁止PLL电路电路并清除并清除PLL控制寄存器控制寄存器PCTL中中BCS位。复位时位。复位时L=64(即：即：PVRS=$40)。同样要注意，同样要注意，VCO范围选择寄存器有内部保护机制，当范围选择寄存器有内部保护机制，当PLL电路打开电路打开(PLLON=1)时，寄存器为写保护。时，寄存器为写保护。PLL VCO范围选择寄存器必须正确初范围选择寄存器必须正确初始化，否则始化，否则PLL电路不能正确完成锁相。电路不能正确完成锁相。 12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL12.2.3 CGM的的编程基础编程基础（5）PLL 参考分频因子寄存器（参考分频因子寄存器（PLL Reference DividerSelect RegisterPRDS） PRDS的地址是：的地址是：$003B，功能是设置参考分频因子功能是设置参考分频因子R。PRDS的高的高4位未定义，低位未定义，低4位为参考分频因子位为参考分频因子R。该寄存器最低位缺省为该寄存器最低位缺省为1。12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL（1）PLL参数计算参数计算 选择希望的希望的总线频率率 fBUSDES 计算希望得到的算希望得到的压控振控振荡器器VCOVCO频率（是率（是总线频率的率的4 4倍）：倍）：fVCLKDES=4fBUSDES 选择选择PLL参考时钟频率参考时钟频率fRCLK及参考时钟的分频因子及参考时钟的分频因子R。 计算算压控振控振荡器器VCOVCO分分频因子：因子：N=(RN=(R fVCLKDES)/fRCLK，四舍五四舍五入取整。入取整。 求求预分频器分频因子预分频器分频因子P。 计算算检验压控振控振荡器器VCOVCO的的输出出频率：率：fVCLK=(2PN/R)N/R)/fRCLK，fBUS= fVCLK/4。12.2.4 PLL参数计算与编程步骤参数计算与编程步骤12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL 选择压控振荡器选择压控振荡器VCO的的E：若：若fVCLK9.8304106，E=0。若若9.8304106fVCLK19.6608106，E=1。若若19.6608106fVCLK39.3216106，E=2。 选择压控振控振荡器器VCOVCO的的L:L=L:L=fVCLK/(2EfNOM) )，四舍五入取整，其四舍五入取整，其中中fNOM=38400H 计算算检验压控振控振荡器器VCOVCO的中心的中心频率率fVRS。中心中心频率是率是PLLPLL模模块能能够达到的最大与最小达到的最大与最小频率的中点率的中点: :fVRS=（L2 2E E）fNOM，|fVRS- fVCLK |(fNOM2 2E E)/2)/2 通过比较通过比较fVCLK、fVRS、fVCLKDES验证验证P、R、N、E和和L。fVCLK必须必须处于处于fVCLKDES的噪声容限内，且的噪声容限内，且fVRS必须尽量接近必须尽量接近fVCLK。超过推荐的最大超过推荐的最大总线频率总线频率或或VCO频率，可能损坏频率，可能损坏MCU。 （1）PLL参数计算参数计算12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL 禁止禁止PLL：清零清零PLL控制寄存器控制寄存器PCTL 将将P、E写入写入PCTL 将将N写入写入PMSH、PMSL 将将L写入写入PVRS 将将R写入写入PRDS 置置PCTL.PLLON=1，启启动PLL电路并激活路并激活VCO时钟CGMVCLK 置置PBWC. AUTO=1 (即即:自自动带宽控制位控制位),自自动方式方式 置置PCTL.BCS=1，选择选择PLL为时钟源，为时钟源，CGMOUT=CGMVCLK/2 （2）编程步骤）编程步骤12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL（1）汇编语言）汇编语言 ;PLL编程 CLR PCTL ;禁止PLL：清零PLL控制寄存器PCTL MOV #$01,PCTL ;将P、E写入PCTL MOV #$01,PMSH ;将N写入PMSH、PMSL MOV #$2C,PMSL MOV #$80,PMRS ;将L写入PMRS MOV #$01,PRDS ;将R写入PRDS BSET 5,PCTL ;置PCTL.PLLON=1，启动PLL电路 BSET 7,PBWC ;PBWC自动带宽控制位=1 BSET 4,PCTL ;PCTL.BCS=1 12.2.5 初始化及初始化及PLL编程实例编程实例12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL（2）08C语言语言 PCTL=0x00; /禁止禁止PLL：清零清零PLL控制寄存器控制寄存器PCTL PCTL=0x01; /将将P、E写入写入PCTL,置置VCO的参考频率为的参考频率为2 PMSH=0x01; /将将N写写入入PMSH、PMSL,置置VCO的的倍倍频频因因子子为为$12C PMSL=0x2C; PMRS=0b10000000; /将将L写入写入PMRS,置置VCO的输出频率范围系的输出频率范围系 / 数为数为$80 RDS=0x01; /将将R写入写入PRDS PCTL|=15; /置置PCTL.PLLON=1，启动启动PLL电路电路 PBWC|=17; /PBWC自动带宽控制位自动带宽控制位=1,选择自动控制方式选择自动控制方式 PCTL|=14; /PCTL.BCS=1,选择选择PLL电路为时钟源电路为时钟源 12.2.5 初始化及初始化及PLL编程实例编程实例返回返回12.2 时钟发生模块CGM与锁相环PLL12.3 中断中断12.3.1 中断源与中断向量地址中断源与中断向量地址 （1）GP32单片机的中断源单片机的中断源 GP32单片机有单片机有25个中断源，按优先级从高到低的顺序分别是：个中断源，按优先级从高到低的顺序分别是：复位中断（复位中断（1个）、个）、SWI指令中断（指令中断（1个）、引脚中断（个）、引脚中断（1个）、个）、CGM中断（中断（1个）个）、定时器、定时器1中断（中断（3个）、定时器个）、定时器2中断（中断（3个）、个）、SPI中断（中断（4个）、个）、SCI中断（中断（8个）、键盘输入中断（个）、键盘输入中断（1个）、个）、ADC转换完成中断（转换完成中断（1个）和时基中断（个）和时基中断（1个）。个）。这里把复位也列为一个特殊的中断，因为它也具有向量地址，后面对复位将有较这里把复位也列为一个特殊的中断，因为它也具有向量地址，后面对复位将有较详细的表述。详细的表述。 25个中断源只有个中断源只有18个中断向量，有的是几个中断源使用同一个中断向量，表个中断向量，有的是几个中断源使用同一个中断向量，表12-3给出了给出了 MC68HC908GP32中断源及中断向量地址。中断源及中断向量地址。 GP32内部使用内部使用3个中断状态寄存器：个中断状态寄存器：INT1（地址为地址为$FE04）、）、INT2（地址地址为为$FE05）和）和INT3（地址为地址为$FE06）来保存中断状态，但一般编程时并不使用这来保存中断状态，但一般编程时并不使用这些寄存器，因此此处不做介绍。些寄存器，因此此处不做介绍。 12.3 中断（2）中断的过程）中断的过程 CPU内内的的寄寄存存器器PCL、PCH、X、A、CCR依依次次进进栈栈（注注意意H未未被被保保护护，这这是是为为了了与与HC05系系列列MCU兼兼容容，所所以以必必要要时时，H应应由由用用户户中中断服务程序保护）；断服务程序保护）； 自自动动关关总总中中断断（即即相相当当于于自自动动执执行行SEI指指令令），防防止止其其他他中中断断进进入；入； 从从相相应应的的中中断断向向量量地地址址取取出出中中断断向向量量（即即中中断断服服务务程程序序的的入入口口地地址）送给址）送给PC； 执执行行中中断断服服务务程程序序，直直到到执执行行中中断断返返回回指指令令RTI。RTI指指令令从从堆堆栈栈中中依依次次弹弹出出CCR、A、X、PCH、PCL，使使CPU返返回回原原来来中中断断处处继继续续执行；执行； 若若中中断断过过程程也也允允许许响响应应新新的的中中断断，可可在在中中断断服服务务程程序序中中用用CLICLI指指令开放中断。一般不建议这样做，可用其他编程技巧处理相关问题。令开放中断。一般不建议这样做，可用其他编程技巧处理相关问题。 12.3.1 中断源与中断向量地址中断源与中断向量地址12.3 中断12.3.2 IRQ引脚中断引脚中断 IRQ状态寄存器状态寄存器INTSCR(IRQ Status and Control Register)的地址的地址是：是：$0013，定义为：，定义为：数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义 IROF ACK IMASK MODE复位复位 0 0 0 0 0 0 0 0 D7D4位：未定义。位：未定义。 D3 IRQF位：位：IRQ中断标志位。中断标志位。IRQF=1，已发生已发生IRQ中断，中断，反之未发生反之未发生IRQ中断。该位只读。中断。该位只读。 D2 ACK位：位：IRQ中断请求应答位。该位只写，读出总是中断请求应答位。该位只写，读出总是0。 D1 IMASK位：位：IRQ中断屏蔽位。中断屏蔽位。 IMASK=1，禁止禁止IRQ中断；中断； IMASK=0，允许允许IRQ中断。中断。 D0 MODE位：位：IRQ边沿边沿/低电平触发模式选择位。低电平触发模式选择位。MODE=1，IRQ#引脚负跳变及低电平中断，引脚负跳变及低电平中断，MODE=0，IRQ#引脚仅负跳变中断。引脚仅负跳变中断。 12.3 中断 断点模块（断点模块（break module，BRK）可以在设定的地址处产生一个中可以在设定的地址处产生一个中断，该中断称为断，该中断称为断点中断断点中断（Break interrupt），），它使它使CPU中止当前程序的中止当前程序的执行而进入断点中断服务程序。执行而进入断点中断服务程序。 断点中断可由下述断点中断可由下述2 2种方式引起：种方式引起： 程序计数器程序计数器PCPC值与断点地址寄值与断点地址寄存器的内容相匹配时产生断点中断。存器的内容相匹配时产生断点中断。 用软件向断点状态与控制寄存器用软件向断点状态与控制寄存器BRKSCRBRKSCR的的BRKABRKA位写位写1 1时产生断点中断。时产生断点中断。 当断点中断发生后，当断点中断发生后，CPUCPU在结束当前指令后，将一条在结束当前指令后，将一条SWISWI指令装入内指令装入内部指令寄存器作为下一条指令执行。这样就如同发生一个软件中断，断部指令寄存器作为下一条指令执行。这样就如同发生一个软件中断，断点中断向量地址是点中断向量地址是$ $FFFCFFFC和和$ $FFFDFFFD，与软件中断与软件中断SWISWI指令产生的中断是同一指令产生的中断是同一个中断向量地址。实际上，即使是调试工具的开发也极少单独使用个中断向量地址。实际上，即使是调试工具的开发也极少单独使用SWISWI指指令，而是设置断点中断产生令，而是设置断点中断产生SWISWI中断，在中断例程中，将当前中断，在中断例程中，将当前MCUMCU工作状工作状态发送给态发送给PCPC机。机。 从编程角度，断点模块从编程角度，断点模块BRKBRK涉及断点状态控制寄存器涉及断点状态控制寄存器BRKSCRBRKSCR（Break Break Status and Control RegisterStatus and Control Register）与与1616位断点地址寄存器（位断点地址寄存器（BRKHBRKH、BRKLBRKL）。）。 12.3.3 断点模块断点模块BRK与软件中断与软件中断SWI 返回返回12.3 中断12.4 复位与系统集成模块复位与系统集成模块12.4.1 复位复位 复位使复位使MCU进入到开始状态，从复位向量地址（进入到开始状态，从复位向量地址（$FFFE$FFFF）取得即将开始执行程序的地址，由此地址开始执行。取得即将开始执行程序的地址，由此地址开始执行。(1)(1)从是否上电来看，分为上电复位与热复位从是否上电来看，分为上电复位与热复位: : 上电复位上电复位是指原来芯片并未加电（处于所谓冷状态），给芯片加电是指原来芯片并未加电（处于所谓冷状态），给芯片加电后，芯片复位。后，芯片复位。 热复位热复位是指芯片本来就处于上电状态，由于内部或外部原因引起的是指芯片本来就处于上电状态，由于内部或外部原因引起的复位，复位后，复位，复位后，MCU迅速停止当前正在执行的指令，有关寄存器恢复迅速停止当前正在执行的指令，有关寄存器恢复到复位状态值，从地址到复位状态值，从地址$FFFE$FFFF取出两字节的复位向量送到程序取出两字节的复位向量送到程序计数器计数器PC。 (2)(2)从引起复位的信号来看，有外部复位与内部复位：从引起复位的信号来看，有外部复位与内部复位： 外部复位外部复位是指逻辑低电平加到芯片的引脚一段时间后所产生的复位。是指逻辑低电平加到芯片的引脚一段时间后所产生的复位。IRQ#引脚也是内部复位的输出端。引脚也是内部复位的输出端。 内部复位内部复位是指芯片的内部复位源将芯片的引脚拉低是指芯片的内部复位源将芯片的引脚拉低32个个CGMXCLK周期所产生的复位。周期所产生的复位。 12.4 复位与系统集成模块（1）SIM模块的主要功能模块的主要功能 1）SIM模块的主要功能有：模块的主要功能有： 总线时钟的产生和控制，包括总线时钟的产生和控制，包括STOP、等待、复位、断点的进入等待、复位、断点的进入和恢复，内部时钟控制；和恢复，内部时钟控制； 用户复位控制，包括上电复位和用户复位控制，包括上电复位和COP溢出；溢出； 中断控制，包括识别时序、仲裁控制时序、中断地址产生；中断控制，包括识别时序、仲裁控制时序、中断地址产生； CPU允许和禁止时序；允许和禁止时序； 可扩展到可扩展到128个中断源的模块结构。个中断源的模块结构。 12.4.2 系统集成模块系统集成模块SIM12.4 复位与系统集成模块 时钟生成器产生一个时钟信号输出到时钟生成器产生一个时钟信号输出到SIMSIM来产生系统时钟，这个时来产生系统时钟，这个时钟信号可以来自外部振荡器，也可以来自内部锁相环电路，可分钟信号可以来自外部振荡器，也可以来自内部锁相环电路，可分3 3种情种情况：况： 在用户模式下，内部总线的频率可以是晶体振荡器的输出在用户模式下，内部总线的频率可以是晶体振荡器的输出（CGMXCLKCGMXCLK）或锁相环电路输出（或锁相环电路输出（CGMVCLKCGMVCLK）的的4 4分频；分频； 当上电复位模块或者低电压禁止模块产生复位信号时，当上电复位模块或者低电压禁止模块产生复位信号时，CPUCPU内部内部时钟保持复位状态直到经过时钟保持复位状态直到经过40964096个个CGMCLKCGMCLK时钟。在这期间，引脚被时钟。在这期间，引脚被SIMSIM设置为低。内部总线也在设置为低。内部总线也在40964096个个CGMCLKCGMCLK时钟之后开始工作；时钟之后开始工作； 在在WAITWAIT模式下，模式下，CPUCPU时钟并不工作，时钟并不工作，SIMSIM为其他模块提供时钟。为其他模块提供时钟。 2 2）SIMSIM和时钟生成器为和时钟生成器为CPUCPU提供各种时钟信号。提供各种时钟信号。12.4 复位与系统集成模块 （2）SIM复位状态寄存器（复位状态寄存器（SIM Reset Status RegisterSRSR）12.4.2 系统集成模块系统集成模块SIMSRSR的地址是：的地址是：$FE01，定义为：定义为： 数据位数据位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0定义定义 POR PIN COP ILOP ILAD LVI 复位复位 0 0 0 0 0 0 0 0D7POR位：上电复位标志。位：上电复位标志。D6PIN位：外部引脚的复位标志。位：外部引脚的复位标志。D5COP位：看门狗复位标志。位：看门狗复位标志。D4ILOP位：非法操作码复位标志。位：非法操作码复位标志。D3ILAD位：非法地址复位标志。位：非法地址复位标志。D2：未定义未定义D1LVI位：低电压复位标志。位：低电压复位标志。D0：未定义未定义 返回返回12.4 复位与系统集成模块12.5 低功耗模式与看门狗功能低功耗模式与看门狗功能 （1）STOP指令指令 在程序中运行在程序中运行STOP指令，使指令，使MCU处于处于STOP功耗模式（功耗最小）。功耗模式（功耗最小）。在在STOP状态下，关闭状态下，关闭MCU内部时钟，包括内部时钟，包括CPU的时钟和内部总线上的的时钟和内部总线上的时钟，时钟，MCU内部一切操作停止。内部一切操作停止。 （2）WAIT指令指令 在程序中运行在程序中运行WAIT指令，使指令，使MCU处于处于WAIT低功耗模式。低功耗模式。WAIT模模式的功耗比式的功耗比STOP模式大。在模式大。在WAIT模式下，内部模式下，内部CPU的时钟被关闭，但的时钟被关闭，但内部总线时钟并不停止，定时器仍然在工作。内部总线时钟并不停止，定时器仍然在工作。 12.5.1 低功耗模式低功耗模式12.5 低功耗模式与看门狗功能12.5.2 系统正常操作监视模块系统正常操作监视模块COP系统正常操作监视模块系统正常操作监视模块（Computer Operating ProperlyComputer Operating Properly，COPCOP）俗俗称看门狗（称看门狗（WatchdogWatchdog）。）。该模块有一个自由运行的计数器，若在该模块有一个自由运行的计数器，若在CONFIG1CONFIG1中设定中设定COPCOP允许后，用户程序必须周期地向允许后，用户程序必须周期地向COPCTLCOPCTL（$FFFF$FFFF，COPCOP控制寄存控制寄存器）写入任意值（使用指令器）写入任意值（使用指令STA COPCTLSTA COPCTL，叫做给看门狗喂食），以清除叫做给看门狗喂食），以清除COPCOP计数器。计数器。 返回返回12.5 低功耗模式与看门狗功能适当运用监控方式和主机命令，能够完成一些特殊功能，例如适当运用监控方式和主机命令，能够完成一些特殊功能，例如: : (1) 下装代码到下装代码到RAM或或Flash存储器中；存储器中； (2) 执行执行RAM或或Flash中的程序代码；中的程序代码；(3) Flash存储器的加密；存储器的加密；(4) Flash存储器擦除写入校验；存储器擦除写入校验；(5) 与与主主计计算算机机进进行行标标准准的的不不归归零零传传号号空空号号串串行行通通信信，波波特特率率为为4800bps288kbps；(6) 在在线编程；程；(7) 用用户方式方式Flash编程。程。12.6 监控模块监控模块MON返回返回12.6 监控模块MON 在学习了在学习了MC68HC908GP32单片机的大部分功能以及它们的基本单片机的大部分功能以及它们的基本应用方法的基础上，本章把前面在初学过程中跳过的部分完善，以形应用方法的基础上，本章把前面在初学过程中跳过的部分完善，以形成对成对MC68HC908GP32单片机的较全面的认识，以便在实际应用中融单片机的较全面的认识，以便在实际应用中融会贯通。主要内容包括系统初始化的设置、会贯通。主要内容包括系统初始化的设置、PLL、复位、中断源、低复位、中断源、低功耗模式、看门狗功能以及其他功能模块。功耗模式、看门狗功能以及其他功能模块。 本章小结本章小结返回返回