锁相环PLL-电子技术基础知识
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资源说明:PLL可以用来提供芯片时钟,是由PLLSTAT(PLL状态寄存器)来控制的,由第9位来控制,用来读出PLL的连接位。当第8位PLLE和第9位PLLC都为1时,PLL作为时钟源连接到处理器。当PLLC或PLLE为0时,PLL被旁路,处理器直接使用振荡器时钟。 锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)是电子技术中的一种重要电路,广泛应用于时钟发生、频率合成、信号同步等多个领域。在单片机和嵌入式系统中,PLL通常用于提供高精度和可调整的时钟源,以满足不同模块对时钟速度的需求。在本文中,我们将深入探讨PLL的工作原理、主要参数以及如何在实际应用中配置和使用PLL。 PLL的基本结构包括鉴相器(Phase Discriminator)、压控振荡器(VCO)和分频器(Frequency Divider)。鉴相器比较输入参考信号与VCO输出信号的相位差,根据相位差生成控制电压,该电压会调节VCO的频率。分频器则用于将VCO的高频信号转换为所需的时钟频率。通过这种方式,PLL能够锁定到输入参考信号的频率,实现频率跟踪和倍频功能。 在我们的例子中,PLL的状态由PLLSTAT寄存器控制,尤其是第9位,它用于读取PLL的连接状态。当PLLE(PLL Enable)的第8位和PLLC(PLL Connect)的第9位都置1时,PLL将作为时钟源连接到处理器。如果PLLC或PLLE中的任意一位为0,PLL将被旁路,处理器将直接使用晶体振荡器提供的时钟。 PLL的频率计算涉及几个关键参数:晶振频率(Fosc)、PLL电流控制振荡器频率(Fcco)以及PLL输出频率(Fcclk)。通过设置PLLCFG寄存器中的MSEL(M倍频器值)和PSEL(P分频器值),可以调整PLL的输出频率。PLL输出频率的计算公式为:Fcclk = M × Fosc 或 Fcclk = Fcco / (2 × P),而CCO频率Fcco则由以下公式给出:Fcco = Fcclk × 2 × P 或 Fcco = Fosc × M × 2 × P。 在实际应用中,我们可以采用查询方式或中断方式来配置和启用PLL。查询方式下,首先使能PLL但不连接,然后设定M和P的值,发送馈送序列,等待PLL锁定,最后将PLLCON寄存器设为3以启用并连接PLL。而在中断方式中,主程序先进行基本配置,然后在中断服务程序中启用并连接PLL,同时发送馈送序列,完成配置后禁用PLL中断。 了解这些基本概念和操作方法后,开发者可以根据具体应用需求选择合适的PLL配置,以优化系统的时钟性能和功耗。例如,在需要高速时钟的场景,可以增加M的值来提高PLL输出频率;而在功耗敏感的应用中,可能需要选择合适的P值以降低工作频率。正确理解和使用PLL对于确保单片机和嵌入式系统的稳定运行至关重要。
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