C8051F学习笔记2：C8051F振荡器
C8051F320/1有一个可编程内部振荡器、一个外部振荡器驱动电路和一个4倍时钟乘法器。
系统时钟（SYSCLK）可以来自内部振荡器、外部振荡器电路或4倍时钟乘法器二分频。
USB时钟（USBCLK）可以来自内部振荡器、外部振荡器电路或4倍时钟乘法器。
振荡器框图
可编程内部振荡器
系统复位后内部振动器默认系统时钟并工作在1.5MHz。
两个寄存器：OSCICL（内部振荡器校准寄存器）和OSCICN（内部振荡器控制寄存器）。
OSCICL（内部振荡器校准寄存器）
OSCICL复位值已经过工厂校准，对应的基频为12MHz，精度为±1.5%，该频率适合作为USB时钟。软件可以下面所述修改内部振荡器的频率。 一般情况下是不用对OSCICL进行配置。
OSCICN（内部振荡器控制寄存器）
IOSCEN:为内部振荡器使能位，0禁止，1使能，手册上写复位值为0，是错误的，应该为1，这样，复位后系统时钟默认为内部振荡器。
IFCN1-0:内部振荡器分频选择，复位后为00，系统默认为1.5MHz
内部振荡器初始化
OSCICN |= 0x03; //内部振荡器输出为12MHz
程序也可以这样写
OSCICN = 0x83;
//内部振荡器输出为0x83——12MHz; 0x82——6MHz;0x81 3MHz
当程序没有对振荡器初始化时，默认系统时钟采用内部振荡器，并运行在1.5MHz频率下。
OSCICN = 0x83;
外部振荡器驱动电路
外部振荡器电路可以驱动外部晶体、陶瓷谐振器、电容或RC网络和外部CMOS时钟提供系统时钟。
当使用外部振荡器电路时，必须对所用端口引脚进行配置。端口I/O交叉开关应被配置为跳过被振荡器占用的引脚。
当外部振荡器电路被配置为CMOS时钟方式时，端口引脚P0.3被用作XTAL2。
当外部振荡器电路被配置为晶体/谐振器方式时，端口引脚P0.2和P0.3分别被用作XTAL1和XTAL2
当外部振荡器电路被配置为RC方式时，端口引脚P0.3被用作XTAL2。
当外部振荡器电路被配置为电容方式时，端口引脚P0.3被用作XTAL2。
OSCXCN：外部振荡器控制寄存器
下载：http://space.ednchina.com/upload/2009/4/18/af44147a-eb7b-40a4-97c8-b89b900ee5d3.rar
使用外部RC或外部C连接要注意：
1.由于RC振荡频率误差较大，建议在可能的情况下，波特率尽可能小，以免通讯失误。
2.如果单片机之间通讯，且单片机为同型号，均采用相同值的RC振荡，只要按相同的值设定波特率即可。
3.如果产品是与计算机通讯的，可让计算机以300波特率发00H，用单片机测一下，需编程处理。
4.其它测定频率的办法：
（1）用带有晶振振荡的单片机来测，需编程处理。
（2）用仿真机来测，需编程处理。
（3）用RC振荡的单片机测定频率信号源（频率要稳、准、低），
需编程处理。
4倍时钟乘法器
用CLKMUL寄存器配置4倍时钟乘法器。配置和使能4倍时钟乘法器的步骤如下：
1．通过向寄存器CLKMUL写0x00来复位时钟乘法器。
2．用MULSEL位选择时钟乘法器的输入。
3．用MULEN位使能时钟乘法器（CLKMUL | = 0x80）。
4．延时大于5 μs。
5．用MULINIT位初始化时钟乘法器（CLKMUL | = 0xC0）。
6．查询等待MULRDY =>‘1’。
注意：当使用外部振荡器作为4倍时钟乘法器的输入时，外部振荡源必须在乘法器被初始化之前被使能并稳定运行。
CLKMUL：时钟乘法器控制寄存器
要注意的是，4倍时钟乘法器使能(MULEN=1)，MULSEL选择4倍时钟乘法器的输入，如果选择的是内部振荡器(MULSEL=00)，则4倍时钟乘法器的输出为24MHz(12MHzX4÷2)，与IFCN1-0无关，既是无论内部振荡器是不分频还是2，4，8分频，4倍时钟乘法器的输出都是24MHz。（系统初始的出厂校准频率为12MHz，OSCICL没动）
例子：
void Oscillator_Init()
{
int i = 0;
CLKMUL = 0x80; //时钟乘法器使能，连接时钟乘法器的是内部振荡器
for (i = 0; i < 20; i++); // Wait 5us for initialization
CLKMUL |= 0xC0;
while ((CLKMUL & 0x20) == 0);
CLKSEL = 0x02; //4倍时钟乘法器/2
OSCICN = 0x83; //使能内部振荡
}
void Oscillator_Init()
{
int i = 0;
OSCXCN = 0x20; //外部COMS时钟方式
CLKMUL = 0x82; //时钟乘法器使能，连接时钟乘法器的是外部振荡器
for (i = 0; i < 20; i++); // Wait 5us for initialization
CLKMUL |= 0xC0;
while ((CLKMUL & 0x20) == 0);
CLKSEL = 0x02; //4倍时钟乘法器/2
OSCICN = 0x03; //禁止内部振荡
}
系统时钟和USB时钟选择
这不是真正的振荡器框图，只是对时钟选择寄存器(CLKSEL)的示意图。CLKSEL的位1-0 CLKSL1-0三选一，在
内部振荡器（由寄存器OSCICN中IFCN位选择分频系数）12MHz/6MHz/3MHz/1.5MHz
外部振荡器
内部振荡器24MHz/外部振荡器频率
三个中选择一个作为系统时钟。
CLKSEL：时钟选择寄存器
选择振荡器的过程很繁琐，我们可以借助Configuration Wizard 可以为Silicon Laboratories MCU自动生成振荡器的初始化代码，简化了C8051F的开发。
振荡器配置有5个标签页。
内部振荡器设置(OSCICN)
外部振荡器设置(OSCXCN)
内部振荡器使能(Enable Internal Oscilator)和外部振荡器禁止(External Oscilator Off)要同时有效。
4倍时钟乘法器选择(CLKMUL)
系统时钟选择(CLKSEL)
如果选择了4倍时钟乘法器使能(Enable Clock Multiplier)，系统时钟选择就选择(Use Clock Multiplier/2 as SYSCLK)，否则根据前面是内部振荡器使能还是外部振荡器使能，选择系统时钟。
SYSCLK是系统时钟的缓冲输出，输出的是系统时钟。可以在交叉开关中允许其输出到输出端口引脚。也可以通过输出SYSCLK，测试振荡器设置是否满足设计的预期。
配置管脚P0.0(C8051F320的2脚)为系统时钟SYSCLK输出，数字推免输出。
void Port_IO_Init()
{
// P0.0 - SYSCLK, Push-Pull, Digital
P0MDOUT = 0x01;
XBR0 = 0x08;
XBR1 = 0x40;
}
下面程序把C8051F320配置成内部振荡，4倍时钟乘法器，SYSCLK管脚输出24MHz频率。
程序下载：http://space.ednchina.com/upload/2009/4/18/fb41dc33-cb7b-48bc-8695-fa4cbdf1a745.rar