SAM4E單片機(jī)之旅——9、UART與MCK之MAINCK
為得到更高的帶寬，需要使用更高的波特率。UART波特率的計(jì)算已經(jīng)介紹過了，現(xiàn)在就嘗試下調(diào)整外設(shè)的時(shí)鐘頻率?？梢杂卸喾N方法調(diào)整外設(shè)時(shí)鐘（MCK）的頻率，這里先介紹先主要時(shí)鐘（MAINCK）的設(shè)置，其中包括外部晶振的使用。
外設(shè)的時(shí)鐘（MCK）可以在慢時(shí)鐘（SLCK）、主要時(shí)鐘（MAINCK）和MAINCK經(jīng)鎖相環(huán)升頻后的時(shí)鐘PLLACK三者中選擇，并可以對(duì)選擇的時(shí)鐘進(jìn)行分頻。重置時(shí)，MCK使用的時(shí)鐘為MAINCK，且不分頻。
MAINCK可以選擇使用一個(gè)嵌入的快速RC振蕩器，或是一個(gè)晶體振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘?？焖賀C振蕩器啟動(dòng)時(shí)間較短，但不是太精確；而晶體振蕩器則相反。同時(shí)，RC振蕩器可以選擇輸出時(shí)鐘的頻率（4/8/12 MHz）。重置時(shí)，MAINCK使用RC振蕩器，頻率為4 MHz。
一、 使用芯片嵌入的快速RC振蕩器
在PMC時(shí)鐘產(chǎn)生器主要振蕩器寄存器（CKGR_MOR）中，可以對(duì)MAINCK進(jìn)行一系列的設(shè)置。注意，在修改該寄存器的值時(shí)，需要同時(shí)往其KEY字段寫入一個(gè)魔數(shù)：0x37，否則寫入不生效。
使能快速RC振蕩器。在設(shè)置RC振蕩器的頻率之前，需要先使能它，并且要等到它運(yùn)行穩(wěn)定（即不能同時(shí)使能RC振蕩器和設(shè)置它的頻率）：
1234567/* 使能RC震蕩器 */PMC->CKGR_MOR = CKGR_MOR_KEY_PASSWD /* 密碼 */| (PMC->CKGR_MOR| CKGR_MOR_MOSCRCEN);/* 等待時(shí)鐘穩(wěn)定 */while(!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCRCS));設(shè)置RC振蕩器頻率為12 Mhz。設(shè)置后同樣需要等待它運(yùn)行穩(wěn)定。
12345678/* 設(shè)置快速RC振蕩器頻率為12 MHz */PMC->CKGR_MOR = CKGR_MOR_KEY_PASSWD| (PMC->CKGR_MOR & ~CKGR_MOR_MOSCRCF_Msk)| CKGR_MOR_MOSCRCF_12_MHz;/* 等待穩(wěn)定 */while(!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCRCS));為MAINCK選擇快速RC振蕩器。
1234567/* 切換至RC振蕩器 */PMC->CKGR_MOR = CKGR_MOR_KEY_PASSWD| (PMC->CKGR_MOR & ~CKGR_MOR_MOSCSEL);/* 等待切換完成 */while(!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCSELS));設(shè)置UART。此時(shí)，若將UART_BRGR中CD字段的值設(shè)為13，則理論的波特率值為 12M/(16 * 13) = 57692 Hz，若PC端選擇使用57600 Hz的波特率，則誤差約為0.16%。
1UART0->UART_BRGR = UART_BRGR_CD(13 );接下來，將PC端串口的波特率設(shè)置為57600 Hz，嘗試下通信是否正常。
若在PC端接收到的是亂碼，可能就是RC振蕩器不夠精確引起的。其產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率受工作溫度和電壓等因素的影響，所以需要校準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^PMC振蕩器校準(zhǔn)寄存器（PMC_OCR）來進(jìn)行校準(zhǔn)，但在這里不做討論。
二、 使用外部晶振
可以使用一個(gè)外部的晶振以提供更為精確的頻率。使用的晶振是由開發(fā)板攜帶的，在芯片手冊(cè)中，對(duì)其的介紹為“3~20 MHz晶振”，即表示具體的頻率是由開發(fā)板的生產(chǎn)廠家決定的。晶振的一個(gè)缺點(diǎn)是需要一定的啟動(dòng)時(shí)間，而且由于芯片無法了解使用的芯片的具體信息，所以用戶必須手動(dòng)指定這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間。
SAM4E_EK所攜帶的晶振的頻率為12 MHz，啟動(dòng)時(shí)間為15625 us。具體可以查閱開發(fā)板的電路圖：
或者也可以參考頭文件“sam4e_ek.h”中相關(guān)的定義：
1234/** Board oscillator settings（晶振頻率） */#define BOARD_FREQ_MAINCK_XTAL (12000000U)/** board main clock xtal statup time （主要時(shí)鐘晶振啟動(dòng)時(shí)間）*/#define BOARD_OSC_STARTUP_US 15625接下來就可以進(jìn)行具體的設(shè)置了。
使用新的頭文件。現(xiàn)在需要了解開發(fā)板相關(guān)的信息，所以需要使用新的頭文件：
12//#include但是在新的頭文件中，修改CKGR_MOR密碼的宏沒有定義，所以需要自己定義：
1#define CKGR_MOR_KEY_PASSWD CKGR_MOR_KEY(0x37)禁用PB8和PB9引腳的輸出。這一步是可選的。PB8和PB9的系統(tǒng)功能分別是XOUT和XIN，即是使用晶振時(shí)要用到的引腳。由于PIO控制器中的配置對(duì)引腳的輸入沒有影響，所以無需配置引腳的復(fù)用，只需禁用輸出即可。
12345/* 禁用PB8和PB9引腳的輸出 */Pio* xtal_pio = PIOB;constuint32_t pio_mask = PIO_PB8 | PIO_PB9;xtal_pio->PIO_PER = pio_mask;xtal_pio->PIO_ODR = pio_mask;計(jì)算晶振啟動(dòng)時(shí)間參數(shù)。需要制定一個(gè)16位的值（MOSCXTST）來表明晶振啟動(dòng)的時(shí)間，具體計(jì)算方法為：?jiǎn)?dòng)時(shí)間 = MOSCXTST * 8 * SLCK周期。
12345uint32_t slowck_freq = CHIP_FREQ_SLCK_RC;volatileuint32_t xt_start =(BOARD_OSC_STARTUP_US * slowck_freq / 8 / 1000000);if(xt_start > 0xFF)xt_start = 0xFF;使能晶振，并等待其運(yùn)行穩(wěn)定。使能晶振時(shí)，必須同時(shí)使用旁路模式。
12345678PMC->CKGR_MOR = CKGR_MOR_KEY_PASSWD| (PMC->CKGR_MOR & ~CKGR_MOR_MOSCXTBY)| CKGR_MOR_MOSCXTEN| CKGR_MOR_MOSCXTST(xt_start);/* 等待晶振運(yùn)行穩(wěn)定 */while(!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCXTS));讓MAINCK切換為晶振時(shí)鐘源，并等其運(yùn)行穩(wěn)定。
123456/* 切換至晶振 */PMC->CKGR_MOR |= CKGR_MOR_KEY_PASSWD| CKGR_MOR_MOSCSEL ;/* 等待切換完成 */while(!(PMC->PMC_SR & PMC_SR_MOSCSELS));由于MCK的時(shí)鐘并未改變，均是12 MHz，所以不用修改UART的設(shè)置，就可以正常通信了。
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