單芯片解決方案，開啟全新體驗——W55MH32高性能以太網(wǎng)單片機

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網(wǎng)單片機，它為用戶帶來前所未有的集成化體驗。這顆芯片將強大的組件集于一身，具體來說，一顆W55MH32內置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲與數(shù)據(jù)處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協(xié)議棧、內置MAC以及PHY，擁有獨立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個獨立硬件socket使用。如此配置，真正實現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開發(fā)者提供極大便利。

在封裝規(guī)格上，W55MH32提供了兩種選擇：QFN100和QFN68。

W55MH32L采用QFN100封裝版本，尺寸為12x12mm，其資源豐富，專為各種復雜工控場景設計。它擁有66個GPIO、3個ADC、12通道DMA、17個定時器、2個I2C、5個串口、2個SPI接口（其中1個帶I2S接口復用）、1個CAN、1個USB2.0以及1個SDIO接口。如此豐富的外設資源，能夠輕松應對工業(yè)控制中多樣化的連接需求，無論是與各類傳感器、執(zhí)行器的通信，還是對復雜工業(yè)協(xié)議的支持，都能游刃有余，成為復雜工控領域的理想選擇。同系列還有QFN68封裝的W55MH32Q版本，該版本體積更小，僅為8x8mm，成本低，適合集成度高的網(wǎng)關模組等場景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請進入http://www.w5500.com/網(wǎng)站或者私信獲取。

此外，本W(wǎng)55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及 MQTT SSL等，為網(wǎng)絡通信安全再添保障。

為助力開發(fā)者快速上手與深入開發(fā)，基于W55MH32L這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開發(fā)板。開發(fā)板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數(shù)據(jù)線，就能輕松實現(xiàn)調試、下載以及串口打印日志等功能。開發(fā)板將所有外設全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開發(fā)者全面評估芯片性能。

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第三十一章 MCO——PA8從主頻分頻輸出

W55MH32的MCO（Microcontroller Clock Output）是一個重要的時鐘輸出功能，允許將內部時鐘信號通過特定引腳輸出到外部，供其他設備或系統(tǒng)同步使用。以下是關于MCO功能概述、應用場景及配置步驟的詳細說明：

1MCO功能概述

1.1簡介

W55MH32的MCO（Microcontroller Clock Output）是微控制器的時鐘輸出引腳，允許將內部時鐘源（如HSI、HSE、PLL或系統(tǒng)時鐘）輸出到外部，主要用于系統(tǒng)調試、外部設備同步或時鐘測量。

1.2基本概念

MCO引腳：通常為特定的GPIO（如W55MH32系列的PA8），需配置為復用功能（AF）模式。

時鐘源：MCO的時鐘源可來自W55MH32內部的多種時鐘信號，例如：

HSI（內部高速時鐘）：默認8MHz（不同型號可能不同）。

HSE（外部高速時鐘）：外接晶振或時鐘源（如8MHz）。

PLL輸出：經(jīng)過鎖相環(huán)倍頻后的系統(tǒng)時鐘（SYSCLK）。

LSI/LSE（低速時鐘）：通常用于低功耗場景（如RTC），但較少用于MCO輸出。

1.3分頻原理

通過RCC時鐘控制寄存器（如RCC_CFGR）中的MCO預分頻器（MCO Prescaler），可對時鐘源進行分頻，輸出頻率公式為：

（時鐘源分頻系數(shù)分頻系數(shù)可選：1、2、4、8、16）

例如：若系統(tǒng)時鐘（SYSCLK）為72MHz，分頻系數(shù)設為4，則MCO輸出頻率為18MHz。

2應用場景

MCO的核心價值在于精準時鐘輸出和系統(tǒng)調試便利性，以下是其典型應用場景：

2.1為外部設備提供時鐘源

場景：當外部傳感器、ADC、DAC、通信模塊（如WiFi/藍牙芯片）需要精準時鐘時，可直接使用MCO輸出的時鐘信號，避免額外時鐘電路設計。

示例：為外部ADC芯片提供同步時鐘，確保采樣頻率與W55MH32系統(tǒng)時鐘同步。

2.2多芯片同步（主從模式）

場景：多個W55MH32或其他MCU協(xié)同工作時，通過MCO輸出主芯片的時鐘，使從芯片以相同頻率運行，避免異步通信帶來的時序問題。

示例：工業(yè)控制中多處理器同步執(zhí)行任務，或分布式系統(tǒng)中的時鐘同步。

2.3調試與測量

場景：開發(fā)階段通過示波器測量MCO引腳，驗證內部時鐘配置是否正確（如PLL倍頻、分頻系數(shù)是否生效）。

用途：快速定位時鐘配置錯誤（如系統(tǒng)時鐘未按預期分頻）。

2.4通信協(xié)議的時鐘同步

場景：在需要精確時鐘的通信協(xié)議中（如SPI、I2S、CAN），MCO可作為從設備的時鐘參考，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

示例：W55MH32作為SPI主機時，MCO輸出時鐘供從機（如Flash芯片）同步，避免因時鐘偏差導致的數(shù)據(jù)錯誤。

2.5低功耗系統(tǒng)的時鐘管理

場景：在電池供電系統(tǒng)中，通過MCO輸出低頻時鐘（如將HSI分頻至1MHz），供外部外設進入低功耗模式，同時保持系統(tǒng)部分功能運行。

3注意事項

引腳驅動能力：MCO輸出頻率不宜過高（需低于GPIO的最大可靠頻率，通常建議不超過50MHz），高頻時需考慮信號完整性（如阻抗匹配）。

時鐘源使能順序：配置MCO前需確保時鐘源已穩(wěn)定（如HSE起振完成），避免輸出無效信號。

4程序設計

配置MCO需依次完成時鐘源使能、GPIO功能設置、寄存器分頻配置等步驟，具體如下：

4.1使能時鐘源

若時鐘源為PLL或HSE，需先通過RCC寄存器使能對應的時鐘（如RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON)）。

若選擇SYSCLK（系統(tǒng)時鐘）作為源，需確保系統(tǒng)時鐘已正確配置（如PLL倍頻完成）。

4.2配置GPIO為MCO復用功能

將MCO引腳（如PA8）設置為復用推挽輸出，確保信號穩(wěn)定輸出：

void MCO_GpioConfig(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_8;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}

選擇引腳：確定使用PA8（GPIO_Pin_8）。

設置速度：因外設需要高頻信號（如MCO輸出幾十MHz的時鐘），所以選擇50MHz高速模式。

配置模式：復用推挽輸出模式使引腳可輸出外設的專用信號（而非普通GPIO電平）。

寄存器寫入：通過GPIO_Init()函數(shù)將配置寫入硬件寄存器，使引腳按設定模式工作。

4.3選擇時鐘源并設置分頻系數(shù)

通過RCC_CFGR寄存器的MCO位段選擇時鐘源，MCOPRE位段設置分頻系數(shù)：

void RCC_MCOConfig(uint8_t RCC_MCO)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_RCC_MCO(RCC_MCO));
 
  if(RCC_MCO<= RCC_MCO_PLLCLK_Div2)
 ???????? {
 ?????????????????? /* Perform Byte access to MCO bits to select the MCO source */
 ?????????????????? *(__IO?uint8_t?*) CFGR_BYTE4_ADDRESS?= RCC_MCO;
 ???????? }
 ???????? else
 ???????? {
 ?????????????????? *(__IO?uint8_t?*) CFGR_BYTE4_ADDRESS?= RCC_MCO_PLLCLK_Div2;
 ???????? }
 ???????? RCC-?>RCC_MCO_VAL= RCC_MCO-6;
}

該函數(shù)主要實現(xiàn)的功能為：

參數(shù)校驗：確保輸入的 MCO配置是W55MH32支持的合法選項。

寄存器寫入：通過字節(jié)訪問 RCC_CFGR寄存器的特定位段，設置 MCO的時鐘源和分頻系數(shù)。

異常保護：若輸入非法參數(shù)，強制使用安全的默認配置（RCC_MCO_PLLCLK_Div2）。

4.4主程序

主程序main()實現(xiàn)整體功能，驗證時鐘配置并提供時鐘輸出測試：

int main(void)
{
    RCC_ClocksTypeDef clocks;
 
    delay_init();
 
    RCC_ClkConfiguration();
 
    UART_Configuration(115200);
    printf("MCO Out Pll Div Test.n");
    RCC_GetClocksFreq(&clocks);
 
    printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhzn",
           (float)clocks.SYSCLK_Frequency /1000000,(float)clocks.HCLK_Frequency/1000000,
           (float)clocks.PCLK1_Frequency /1000000,(float)clocks.PCLK2_Frequency/1000000,(float)clocks.ADCCLK_Frequency/1000000);
 
    MCO_GpioConfig();
    RCC_MCOConfig(RCC_MCO_PLLCLK_Div16);
 
    while(1);
}

程序首先初始化延時函數(shù)和系統(tǒng)時鐘，配置UART以115200波特率輸出調試信息，然后獲取并打印系統(tǒng)時鐘、AHB總線、APB1/APB2總線及ADC時鐘的頻率。接著配置MCO引腳（PA8）并將PLL時鐘除以16后通過該引腳輸出。最后程序進入無限循環(huán)保持運行狀態(tài)，

5下載驗證

程序下載運行后，首先打印了示例名稱和各系統(tǒng)時鐘頻率，然后PA8引腳持續(xù)輸出波形：

6總結

MCO功能通過靈活配置時鐘源和分頻系數(shù)，為W55MH32提供了對外輸出時鐘的能力，簡化了系統(tǒng)設計中的時鐘同步問題。先理解其應用場景（如多芯片同步、調試測量），再掌握配置步驟（時鐘源選擇、GPIO設置、分頻配置），可更高效地應用于實際項目中。

WIZnet是一家無晶圓廠半導體公司，成立于 1998年。產(chǎn)品包括互聯(lián)網(wǎng)處理器 iMCU?，它采用 TOE（TCP/IP卸載引擎）技術，基于獨特的專利全硬連線 TCP/IP。iMCU?面向各種應用中的嵌入式互聯(lián)網(wǎng)設備。

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審核編輯 黃宇