• Analog Devices
• Atmel
• Cypress
• Fujitsu
• Holtek
• MagnaChip
• Maxim
• Megawin
• Freescale
• NXP
• Texas Insrt
• White Eleсtronic
• Winbond

Генератор тактовых импульсов

Входящий в состав SIM генератор тактовых импульсов (ГТИ) обеспечивает формирование тактовых сигналов для внутренних модулей микроконтроллера и внешних устройств. Микроконтроллер может использовать внешние тактовые импульсы, поступающие на вход EXTAL, или формировать тактовые импульсы с помощью внутреннего генератора. Выбор источника тактовых импульсов зависит от значения сигнала на входе MODCLK (рис. 3.) в процессе установки начального состояния: при значении MODCLK=0 используются импульсы, поступающие на вход EXTAL от внешнего источника, а внутренний ГТИ отключается, при MODCLK=1 источником служит внутренний ГТИ, а к выводам EXTAL, XTAL подключается кварцевый кристалл, задающий частоту генерации Fq. Значение задающей частоты Fq для различных моделей находится в диапазоне 25-50 КГц (например, для MC68332).

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 0

EXOFF FRZSW FRZBM 0 SLVEN 0 SHEN SUPV MM 0 0 IARB

а) SIMCR (адрес $*FFA00)

б) SYNCR (адрес $*FFA04)

Рис. 3.8. Форматы содержимого регистров управления SIMCR,SYNCR

Тактовая частота Ft, формируемая ГТИ, зависит от значения битов W,X и поля Y в регистре SYNCR (рис.3.8,б) и определяется выражениями:

Ft = 4 Kf x Fq* ( Y + 1 )

для моделей с низкой задающей частотой Fq* = 25-50 КГц,

Ft = 4 Kf x Fq ( Y + 1 ) / 128

для моделей с высокой задающей частотой Fq = 3,2-4,2 МГц.
    Коэффициент Kf задается битами W,X (табл.3.15), а величина Y=0-63 указывается в 6-битовом поле регистра SYNCR. Например, при использовании кварца, имеющего Fq=4 МГц, и значениях W = X = 1, Y = 000111 частота Ft составляет 8 МГц. При выборе значений Fq (или Fq*),W,X,Y необходимо учитывать, что величина Ft не должна превышать заданное максимальное значение, которое для большинства микроконтроллеров семейства 68300 равно 16,8 МГц. Тактовые импульсы служат для синхронизации работы внутренних модулей и блоков микроконтроллера. Через буферный каскад они поступают на вывод CLKOUT и могут быть использованы для контроля функционирования ГТИ или для тактирования работы других устройств системы.

Таблица 3.15. Значения коэффициента умножения частоты Kf

Чтобы предотвратить остановку микроконтроллера при отключении кварцевого кристалла, можно обеспечить работу ГТИ с использованием внутренней частотно-задающей цепи. Для этого следует установить значение бита RSTEN=0 в регистре SYNCR (рис. 3.8,б). В этом случае микроконтроллер продолжает работу в замедленном режиме, ак как формируемые тактовые импульсы будут иметь пониженную частоту.
    Для синхронизации относительно медленных внешних устройств модуль SIM выход ECLK, на который поступают сигналы с частотой Fe=Ft/ 8 или Fe=Ft/16.
    Режим функционирования ГТИ определяется содержимым регистра управления SYNCR (рис.3.8,б), биты которого имеют следующее назначение:

STEXT - разрешает при STEXT=1 выдачу внешних синхросигналов на вывод CLKOUT в случае останова процессора по команде LPSTOP (переход в энергосберегающий режим); при STEXT=0 на выходе CLKOUT в этом режиме устанавливается постоянное значение CLKOUT=0;
STSIM - запрещает при STSIM=0 работу ГТИ в энергосберегающем режиме;
RSTEN - переводит ГТИ при RSTEN=0 в режим замедленной работы в случае отключения кварца, при RSTEN=1 отключение кварца вызывает установку начального состояния микроконтроллера;
SLOCK - указывает при SLOCK=0, что включенный ГТИ не обеспечивает заданную тактовую частоту, значение SLOCK=1 устанавливается, когда ГТИ работает с заданной частотой Ft или используются внешние тактовые сигналы;
SLIMP - указывает при SLIMP=1, что кварцевый кристалл отключен;
EDIV - задает коэффициент деления частоты внешних синхросигналов на выходе ECLK: Fe = Ft / 8 при EDIV=0, Fe = Ft /16 при EDIV=1.

    Назначение битов W,X и поля Y определено выше.
    Для питания ГТИ рекомендуется использовать отдельный источник питания, подключаемый к выводу Vds. В этом случае можно обеспечить работу ГТИ и выдачу тактовых сигналов на выход CLKOUT при выключении питания микроконтроллера, а также избежать влияния помех на значение тактовой частоты. Внешние конденсаторы, подключаемые к выводам EXTAL,XTAL, XFC, Vds микроконтроллера, обеспечивают необходимую стабильность работы ГТИ.