18 系统时钟
Si106x / 108x器件包括可编程精密内部振荡器，外部振荡器驱动电路，低功耗内部振荡器和SmaRTClock实时时钟振荡器。可以使用OSCICN和OSCICL寄存器启用/禁用和校准精密内部振荡器，如图18.1所示。可以使用OSCXCN寄存器配置外部振荡器。当选择和取消选择低功耗内部振荡器作为时钟源时，它会自动启用和禁用。SmaRTClock振荡器一章中介绍了SmaRTClock的操作。
系统时钟（SYSCLK）可以来自精密内部振荡器，外部振荡器，低功耗内部振荡器或SmaRTClock振荡器。全局时钟分频器可以生成比所选输入时钟源慢1，2，4，8，16，32，64或128倍的系统时钟。可以在《电气规范》一章中找到振荡器的电气规范。
当同时更改时钟源和时钟分频值时，更改系统时钟的正确方法如下：
如果从快速的“未分配”时钟切换到较慢的“未分配”时钟：
- 更改时钟分频值。
- 轮询 CLKRDY > 1。
- 改变时钟源。
如果从慢速的“未分配”时钟切换到快慢的“未分配”时钟：
- 改变时钟源。
- 更改时钟分频值。
- 轮询 CLKRDY > 1。
18.1 可编程的内部精准时钟
所有Si106x / 108x器件都包含一个可编程的精密内部振荡器，可以将其选作系统时钟。OSCICL已在工厂进行了校准，以获得24.5 MHz的频率。看表4.7
精密振荡器支持扩频模式，该模式可调制输出频率，以减少系统产生的EMI。使能（SSE = 1）时，振荡器的输出频率由步进三角波调制，该三角波的频率等于振荡器频率除以384（使用出厂校准为63.8 kHz）。与标称振荡器频率的偏差为+0％，– 1.6％，步长通常为标称频率的0.26％。使用此模式时，典型的平均振荡器频率从24.5 MHz降低到24.3 MHz。
18.2 低功耗内部振荡器
所有Si106x / 108x器件都包含一个低功耗内部振荡器，在系统复位后默认作为系统时钟。 低功耗内部振荡器频率为20MHz±10％，当选择为系统时钟时自动启用，不使用时禁用。看表4.8
18.3 外部时钟电路
所有Si106x / 108x器件都包括一个外部振荡器电路，该电路可以驱动外部晶体，陶瓷谐振器，电容器或RC网络。CMOS时钟也可以提供时钟输入。图18.1给出了四个外部振荡器选项的框图。使用OSCXCN寄存器启用和配置外部振荡器。
可以将外部振荡器输出选择为系统时钟或用于为某些数字外设（例如定时器，PCA等）提供时钟。有关详细信息，请参见每个数字外设的数据手册章节。请参阅第4节。 电气特性”（第42页），了解完整的振荡器规格。
18.3.1 外部晶振模式
如果将晶振或陶瓷谐振器用作外部振荡器，则必须在XTAL1和XTAL2引脚之间连接晶振/谐振器和 10MΩ 电阻，如图18.1的选项1所示。应在XTAL1和XTAL2上添加适当的负载电容器，并且应在禁用数字输出驱动器的情况下将两个引脚都配置为模拟I / O。
图18.2显示了一个20 MHz石英晶体的外部振荡器电路，制造商建议的负载电容为12.5 pF。如晶体所示，负载电容器是“串联”的，与XTAL1和XTAL2引脚的杂散电容“并联”。每个负载电容器的总值和每个XTAL引脚的杂散电容应等于12.5pF x 2 = 25 pF。每个引脚的杂散电容为10pF，这15pF电容器在整个晶体上产生的等效串联电容为12.5 pF。
注意： 推荐的负载电容取决于晶体和制造商。完成这些计算时，请参考晶振数据表。
重要提示： 晶体振荡器电路对PCB布局非常敏感。晶振应放置在尽可能靠近器件的XTAL引脚的位置。这些走线应尽可能短，并用接地层屏蔽任何可能引入噪声或干扰的其它走线。
使用外部晶振时，必须通过软件将外部振荡器驱动电路配置为晶振模式或2分频的晶振模式。2分频确保来自外部振荡器的时钟的占空比为50％。还必须根据晶振频率指定外部振荡器频率控制值（XFCN）。选择应基于表18.1。例如，一个25MHz的晶体需要XFCN设置为111b。
首次启用晶体振荡器时，外部振荡器有效检测器允许软件确定振荡何时稳定。在晶体振荡器稳定之前切换到外部振荡器会导致无法预料的行为。建议启动晶振的步骤是：
- 将XTAL1和XTAL2配置为模拟I / O，并禁用数字输出驱动器。
- 配置并启用外部振荡器。
- 轮询XTLVLD => 1。
- 将系统时钟切换到外部振荡器。
18.3.2 RC模式
如果使用RC网络作为外部振荡器，则电路的配置应如图18.1的选项2所示。RC网络应添加到XTAL2，并且XTAL2应配置为禁用数字输出驱动器的模拟I/O。XTAL1在RC模式下不受影响。
电容器应不大于100 pF；但是，对于非常小的电容器，总电容可能由PCB布局中的寄生电容决定。电阻应不小于10k。 振荡频率可以通过以下公式确定：
f = 时钟频率（MHz）
R =上拉电阻值（kΩ）
VDD = 电源电压，以伏特为单位
C = XTAL2引脚上的电容值，以pF为单位
要在OSCXCN寄存器中确定所需的外部振荡器频率控制值（XFCN），请首先选择RC网络值以产生所需的振荡频率。 例如，如果所需频率为100 kHz，则令R = 246kΩ，C = 50 pF：
f = 时钟频率（MHz）
R =上拉电阻值（kΩ）
VDD = 电源电压，以伏特为单位
C = XTAL2引脚上的电容值，以pF为单位
参考表18.2，推荐的XFCN设置为010。
首次使能RC振荡器时，外部振荡器有效检测器允许软件确定振荡何时稳定。建议的启动RC振荡器的步骤是：
- 将XTAL2配置为模拟I/O并禁用数字输出驱动器。
- 配置并启用外部振荡器。
- 轮询XTLVLD >= 1。
- 将系统时钟切换到外部振荡器。
18.3.3 电容模式
如果使用电容器作为外部振荡器，则电路的配置应如图18.1的选项3所示。应将电容器添加到XTAL2，并且应将XTAL2配置为模拟I / O，并禁用数字输出驱动器。 XTAL1在RC模式下不受影响。
电容器应不大于100 pF；但是，对于非常小的电容器，总电容可能由PCB布局中的寄生电容决定。OSCXCN寄存器中的振荡频率和所需的外部振荡器频率控制值（XFCN）可以通过以下公式确定：
f = 时钟频率（MHz）
R =上拉电阻值（kΩ）
VDD = 电源电压，以伏特为单位
C = XTAL2引脚上的电容值，以pF为单位
以下是选择电容器并找到振荡频率的示例假设VDD = 3.0 V且f = 150 kHz：
由于需要大约150 kHz的频率，因此从表18.2中选择K因子作为KF = 22：
因此，本例中使用的XFCN值为011，C约为50 pF
对于C模式，建议的启动过程与RC模式相同。
18.3.4 外部CMOS时钟模式
如果使用外部CMOS时钟作为外部振荡器，则该时钟应直接路由到XTAL2。XTAL2引脚应配置为数字输入。XTAL1不用于外部CMOS时钟模式。当外部振荡器配置为外部CMOS时钟模式时，外部振荡器有效检测器将始终返回零。
18.4 使用SFR来选择和配置系统时钟
使用OSCICN，OSCICL，OSCXCN和SmaRTClock内部寄存器启用和配置Si106x / 108x器件上的时钟源。参见第19节。SmaRTClock（实时时钟）”上有关SmaRTClock寄存器的说明，请参见第200页。可以使用CLKSEL寄存器选择MCU的系统时钟源。为了最小化活动模式电流，当系统时钟大于10MHz时，应旁路设置Flash读取时间的oneshot计时器。有关详细信息，请参见FLSCL寄存器说明。
被选作系统时钟的时钟可以被1、2、4、8、16、32、64或128分频。在两个时钟分频值之间切换时，转换可能需要多达128个周期的未分频时钟源。可以轮询CLKRDY标志以确定何时应用了新的时钟分频值。进入挂起或睡眠模式时，必须将时钟分频器设置为“ 1分频”。
系统时钟源也可以即时切换。 切换在较慢的振荡器的一个时钟周期后生效。
注意: 建议使用ORL和ANL等读-修改-写操作来设置或清除该寄存器的使能位。
注意: 如果选择精密内部振荡器作为系统时钟，则在更改内部振荡器校准位的值时应使用以下步骤。
- 切换到其他时钟源。
- 通过将OSCICN.7写入0来禁用振荡器。
- 将OSCICL更改为所需设置。
- 通过将OSCICN.7写入1来启用振荡器.