Was ist bei der Konfiguration des Taktsystems für einen MSP430F5xxx-Mikrocontroller zu beachten?


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Ich muss die Taktsysteme für einen Mikrocontroller MSP430F5528 konfigurieren. Das aktuelle Entwicklungsboard verfügt über einen 24-MHz-Kristallanschluss an XT2-Pins (XT2IN / XT2OUT). Das aktuelle Design muss die folgenden Peripheriegeräte unterstützen.

  • UART
  • ADC
  • SPI
  • Timer

Zum Einschalten des Systems werden nur wenige GPIOs benötigt. Das System ist Teil einer stromsparenden Anwendung. Das Strombudget ist noch nicht festgelegt.


Über das MSP430-Uhrensystem

Der MSP430 verfügt größtenteils über drei interne Uhren

  1. MCLK - Hauptuhr - CPU
  2. SMCLK - Sub Master Clock - schnelle Peripheriegeräte
  3. ACLK - Auxiliary Clok - Langsame Peripheriegeräte

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Frage: Was ist bei der Konfiguration des Uhrensystems anhand der oben genannten Kriterien zu beachten?

Antworten:


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Dies hängt ein wenig von der Qualität ab, die Sie von einigen Peripheriegeräten erwarten, und von deren Eigenschaften bei bestimmten Taktraten.

Möchten Sie eine sehr schnelle SPI-Schnittstelle und kann dieser spezielle Chip die Funktion der schnellen Zusatzuhr unterstützen? Oder machst du höchstens 1MHz SPI? So auch für alle anderen Geräte.

Es ist natürlich eine schöne Prahlerei, sagen zu können, dass alles mit vielen MHz läuft, aber wenn es nicht benötigt wird, wird es mehr Stromverbrauch, mehr Wärme und mehr Programmieraufwand ohne Ergebnis erzeugen. Es kann verlockend sein, einfach alles mit maximaler Geschwindigkeit und höchster Genauigkeit zu erledigen, aber in fast allen Fällen beginnt ein gutes Systemdesign damit, die minimale Geschwindigkeit und Genauigkeit zu indizieren, damit etwas funktioniert, und dann die entsprechenden Ränder zu ermitteln. (Vorsichtsmaßnahme: Wenn Sie später möglicherweise eine höhere Geschwindigkeit benötigen, kann es vorteilhaft sein, die Hardware so zu gestalten, dass das Skalieren nur ein Firmware-Problem darstellt.)

Was die Aktivierung des Kristalls betrifft; Ich kenne diesen speziellen Chip nicht wirklich, aber er scheint im Aufbau mit denen kompatibel zu sein, von denen ich weiß, dass sie eine konfigurierbare Taktquelle haben, die beim Einschalten ausgewählt wird. In diesem Fall ist das Einstellen des Kristalls als Quelle ein einfache Konfiguration und möglicherweise die Konfiguration aller anderen Uhren ist auch. Wenn dies nicht der Fall ist und Sie aktiv wechseln müssen, während der Kern bereits ausgeführt wird, müssen Sie 100% sicherstellen, dass der Kristall ausgeführt wird, bevor Sie umschalten. In dem Datenblatt werden die dafür erforderlichen Verfahren sehr deutlich erwähnt, wenn dies der Fall ist. Normalerweise geht es um Folgendes: Uhr aktivieren -> Warten Sie, bis ein Bit in einem Register eingestellt ist -> Umschalten.

In Bezug auf den ADC kann dies ein sehr komplizierter Fall werden. Wenn Sie einen sehr geringen Abtastjitter oder ein sehr genaues Timing benötigen (für eine sehr genaue Steuerung oder sehr (sehr) hochgradiges Audio), gelangen Sie schnell in den Bereich der Verwendung des Kristalls als Taktquelle. Hier müssen Sie dann auch einige Hardware-Überlegungen anstellen. Sowohl im analogen Bereich als auch am Kristallende, da die Kristallgenauigkeit durch die Ladekapazität (einschließlich Spuren und Stifte) beeinflusst wird.

Aber diese Anwendungen sind rar gesät.

In den meisten Fällen bestimmen Ihre Timer und Ihr UART die Uhren, die Sie benötigen, da sie am empfindlichsten auf Taktdrift und / oder Offset reagieren. Wenn Sie einen Timer nur für langsames Timing benötigen, sollten Sie sich besser auf einen Uhrenkristall verlassen, da sowohl der Kristall als auch die interne Ansteuerschaltung für solche niederfrequenten Kristalle normalerweise besser für hohe Genauigkeit und geringe Drift über lange Zeit geeignet sind.

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