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外观

3. 时钟与延时 ​

本节介绍 ​

📝本节您将了解 F28P550 的时钟树，以及如何配置系统时钟频率，并且了解 SDK 下封装好的延时功能。

🏆本章⽬标

1️⃣了解主控 F28P550 的 时钟树。

2️⃣了解如何使用已经封装好的延时函数功能。

3️⃣了解如何通过图形化代码生成工具 sysconfig 配置时钟频率。

4️⃣应用以上知识配置为指定时钟频率，并实现 LED 间隔 1 秒闪烁。

时钟树介绍 ​

时钟源 ​

芯片上所有的时钟均来自四个时钟源中的一个，分别是INTOSC2、INTOSC1、AUXCLKIN、XTAL。

INTOSC2

INTOSC2 为主内部振荡器。上电时，器件由片内10MHz振荡器（INTOSC2）提供时钟。INTOSC2是主要的内部时钟源，也是复位时的默认系统时钟。该振荡器用于运行引导ROM，并可作为应用程序的系统时钟源。

需注意：INTOSC2的频率容差范围较宽，无法满足CAN模块的时序要求。使用CAN模块时必须外接振荡器。当INTOSC2作为系统时钟源时，GPIO19（X1）和GPIO18（X2）可作为通用GPIO引脚使用。

INTOSC1

INTOSC1 为备份内部振荡器，一个冗余的片上10MHz振荡器。INTOSC1作为备用时钟源，默认仅用于看门狗定时器和缺失时钟检测电路（MCD）的时钟供给。若启用MCD功能且检测到系统时钟丢失，则系统PLL会被旁路，所有系统时钟会自动连接到INTOSC1。此外，开发者也可手动选择INTOSC1作为系统时钟源，用于调试目的。

AUXCLKIN

AUXCLKIN 为辅助时钟输入。器件支持通过 GPIO29（AUXCLKIN）引脚接入额外的外部时钟源。该时钟必须为单端3.3V的外部时钟信号，可用作MCAN模块的时钟源。其频率限制和时序要求详见《TMS320F28P55x实时微控制器数据手册》。该外部时钟可直接连接至GPIO29引脚。

图 0

XTAL

XTAL 为外部时钟源。可以作为主系统和CAN1位时钟源使用。外部时钟源使用 X1/GPIO19 和 X2/GPIO18 引脚输入。它支持3种输入信号的方式：

  1. 一个单端3.3V外部时钟，可以直接连到X1，X2可以作为GPIO使用。

图 1

  1. 一个外部晶振，该晶振可通过X1和X2连接起来，同时负载电容也需要连接到位。

图 2

  1. 一个外部谐振器，通过X1和X2与地相连。

图 3

开发板在GPIO18 和 GPIO19 接了一个 20MHz 的无源晶振。

完整时钟树 ​

延时介绍 ​

在 TI 的工程模板中，给我们准备好了一个可以微秒时间的延时函数：DEVICE_DELAY_US(x)。

使用方法也很简单，要延时多少微秒，就往里面填多少值就好了。

说明

需要注意的是其参数中 DEVICE_SYSCLK_FREQ 为默认的150MHz，如果我们的主频被修改了，它就不准确了。除非我们主动修改 DEVICE_SYSCLK_FREQ 为我们修改后的主频。

功能扩展 ​

后面的代码可以以微秒作为基数，将其再度封装出延时毫秒、秒的功能。这样在处理一些软件时序时就有了延时功能。

c
void delay_ms(int x)
{
  while(x--)
  {
    DEVICE_DELAY_US(1000);
  }
}
void delay_s(int x)
{
  while(x--)
  {
    delay_ms(1000);
  }
}

案例实验介绍 ​

使用外部时钟源：20MHz 的外部晶振输入，将工程原本的 150MHz 主频配置为 50MHz，通过 CCS 自带的 CIO 功能输出当前主频，并在主循环中执行 LED 间隔 1 秒闪烁的代码。

工程创建 ​

打开CCS，创建一个新的基于 F28P55X 的工程。

工程配置 ​

配置工程选项，将我们后面写好的代码烧录到 FLASH 中，并且使用的烧录模式是 cJTAG(1149.7)2-pin 模式。

时钟主频配置 ​

打开工程下的 .syscfg 文件。该文件为该工程的图形化代码生成工具的索引文件。

如果有弹出 Select Device 提示框，则依次选择 TMS320F28P550SJ - 128PDT - TMS320F28P550SJ9 选项。

在时钟树选项页下，选择 CPUCLK 选项，开始对 CPUCLK 时钟树进行配置。

  1. 使能 XTAL 时钟源，其输入频率为 20MHz。

  2. XRAL_OR_X1 中选择 XTAL。

  3. OSCLKSRCSEL 中选择使用 X1_XTAL。

  4. 在 SYSPLL 中的 PLL_REFDIV 中，选择 1 分频。

  5. 在 SYSPLL 中的 PLL_IMULT 中，选择 30 倍频。

  6. 在 SYSPLL 中的 PLL_ODIV 中，选择 2 分频。

  7. 在 SYSCLKDIVSEL 中，选择 6 分频。

  8. 最终得到主频 CPUCLK 频率为 50MHz。

LED灯配置 ​

配置板载的蓝灯引脚 GPIO20 为输出模式。

开启 CIO 功能 ​

CIO 是 CCS 中自带的一个 C语言输入输出操作。想必大家应该知道 C语言 的经典 printf() ,在以前我们想要使用printf输入调试日志，还需要调配串口通信外设功能。而在 CCS 中，只要你开启了堆栈，你就可以使用 CCS 内部的 printf 输出，输出在 CCS 的 CIO 显示框中。关于 CIO 的使用参考 TI 原文：Tips for Using Printf

使用 CIO 的步骤：

  1. 导入 stdio.h 文件

    include "stdio.h"

    每个使用C I/O函数的模块都应该包含 stdio.h。如果不这样做，可能会使C I/O函数，特别是 printf 失败，而不会由编译器、链接器或调试器产生警告。printf 函数是一个可变函数，在没有有效原型的情况下调用这样的函数会导致未定义的行为。

  2. 设置堆栈为0x400

    大多数标准的C I/O函数都操作于流。流是指stdout、stdin、stderr或任何用fopen打开的文件。每个流都需要自己的I/O缓冲区，如果用户没有提供，系统会在用户第一次读或写时自动动态地为用户分配一个。该缓冲区的大小为BUFSIZ（在stdio.h中定义），对于所有目标默认为256字节。

    对于不使用TI-RTOS的项目：在 项目右键 -> Properties... -> Build -> C2000 Linker -> Basic Options->堆大小（- Heap）输入堆大小，建议为0x400

  3. 打开 CIO 显示栏

    在 查看 -> Console -> CIO 中打开CIO显示栏。

    显示栏在CCS的下方：

  4. 使用 printf

在项目中直接 printf 使用即可。

相关函数介绍 ​

c
//******************************************************************************
//
//! 计算系统时钟频率(SYSCLK)。
//!
//! \param clockInHz 为振荡器时钟源(OSCCLK)的频率。
//!
//! 本函数根据振荡器时钟源频率(来自\e clockInHz)以及PLL和时钟分频器配置寄存器，
//! 确定系统时钟频率。
//!
//! \return 返回系统时钟频率。若检测到时钟缺失，函数将返回INTOSC1频率。在再次调用
//! 本函数前，需先修正并清除该错误（参见SysCtl_resetMCD()）。
//
// ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​*****************************************************************************
extern uint32_t SysCtl_getClock(uint32_t clockInHz);

//​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​******************************************************************************
//
//! 配置设备时钟系统。
//!
//! \param config 为设备时钟系统的所需配置。
//!
//! 本函数用于配置设备时钟系统。输入晶振频率、使用的振荡器、PLL的使用以及系统时钟
//! 分频器等均通过此函数配置。
//!
//! \e config参数为多个不同值的逻辑或组合，其中许多值分组设置，每组仅能选择一项。
//!
//! - 系统时钟分频器通过宏\b SYSCTL_SYSDIV(x)选择，其中x为1或最大至126的偶数值。
//!
//! - PLL使用方式通过下列选项之一选择：
//! \b SYSCTL_PLL_ENABLE - 启用PLL时钟作为系统时钟
//! 或
//! \b SYSCTL_PLL_BYPASS - 旁路PLL时钟至系统（若用户需要启动PLL但不用于系统）
//! 或
//! \b SYSCTL_PLL_DISABLE- 关闭PLL并旁路PLL时钟至系统
//!
//! - 整数倍频器通过\b SYSCTL_IMULT(x)选择，其中x为1至127的数值。
//!
//! - 振荡器源可选择：
//! \b SYSCTL_OSCSRC_OSC2、\b SYSCTL_OSCSRC_XTAL、
//! \b SYSCTL_OSCSRC_XTAL_SE或\b SYSCTL_OSCSRC_OSC1。
//!
//! 本函数使用DCC校验PLLRAWCLK是否以预期速率运行。若使用DCC，必须在调用本函数前
//! 备份其配置，并在调用后恢复。仅当倍频器更新时才执行PLL锁定序列。
//!
//! \note 有关锁定PLL的详细信息，请参阅设备勘误表。
//!
//! \return 若检测到时钟缺失错误返回\b false（需先调用SysCtl_resetMCD()清除）。
//! 若PLLRAWCLK未按预期速率运行也返回\b false。否则返回\b true。
//
//​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​******************************************************************************
extern bool SysCtl_setClock(uint32_t config);

案例验证 ​

时钟初始化修改 ​

我们修改的时钟树配置代码生成在 clocktree.h 文件中，主要是其中的 DEVICE_OSCSRC_FREQ、DEVICE_SETCLOCK_CFG、DEVICE_SYSCLK_FREQ 宏定义。

而工程下有一个默认配置文件 device.h，其中进行了工程默认时钟主频的配置，它也定义了 DEVICE_SETCLOCK_CFG等3个宏定义。为了不冲突，我们将 clocktree.h 中定义的频率调整后的宏定义直接覆盖更新到 device.h 中。

c
#define MY_DEVICE_OSCSRC_FREQ          20000000U
//
// Define to pass to SysCtl_setClock(). Will configure the clock as follows:
// SYSPLL ENABLED
// SYSCLK = 50 MHz = 20 MHz (OSCCLK) * 30 (IMULT) / (1 (REFDIV) * 2 (ODIV) * 6 (SYSCLKDIVSEL))
#define MY_DEVICE_SYSCLK_FREQ          ((DEVICE_OSCSRC_FREQ * 30) / (1 * 2 * 6))
//
#define MY_DEVICE_SETCLOCK_CFG         (SYSCTL_OSCSRC_XTAL  | SYSCTL_IMULT(30) | \
									 SYSCTL_REFDIV(1) | SYSCTL_ODIV(2)| \
									 SYSCTL_SYSDIV(6) | SYSCTL_PLL_ENABLE | \
									 SYSCTL_DCC_BASE_0)

更新主函数代码 ​

更新工程的 empty_driverlib_main.c 文件为以下代码：

c
#include "driverlib.h"
#include "device.h"
#include "board.h"
#include "c2000ware_libraries.h"
#include "stdio.h" //导入用以支持 printf

//任意毫秒延时
void delay_ms(int x)
{
    while(x--)
    {
        //调用 TI 自带的微秒延时
        DEVICE_DELAY_US(1000);
    }
}

void main(void)
{
    Device_init();

    Device_initGPIO();

    Interrupt_initModule();

    Interrupt_initVectorTable();

    Board_init();

    C2000Ware_libraries_init();

    EINT;
    ERTM;

    //重新配置系统时钟
    SysCtl_setClock(DEVICE_SETCLOCK_CFG);

    //获取当前主频并输出
    printf("clk = %ld\r\n", SysCtl_getClock(DEVICE_OSCSRC_FREQ) );

    while(1)
    {
        GPIO_togglePin(GPIO_BLUE);//蓝灯的引脚状态切换
        delay_ms(1000);//延时1000ms
    }
}

下载器连接 ​

XDS110下载器开发板
SWDSWD/TMS
CLKCLK/TCK
GNDGND
5V5V

代码烧录 ​

GIF 动图 图 22

案例现象 ​

CIO显示栏会输出当前主频为 50MHz(50000000)，同时板载的蓝色LED灯以 1秒 的间隔进行闪烁。

图 21