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借助ClockBuilder Pro生成配置，在ESP32-C3上使用Si5351

2023-06-25
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本帖最后由 gaoyang9992006 于 2023-6-5 17:26 編輯 #申請(qǐng)?jiān)瓌?chuàng)# @21小跑堂 ClockBuilder Pro是一款用于配置和生成時(shí)鐘信號(hào)的軟件工具，而Si5351是一款常用的時(shí)鐘發(fā)生器芯片。使用ClockBuilder Pro可以方便地

本帖最后由 gaoyang9992006 于 2023-6-5 17:26 編輯

#申請(qǐng)?jiān)瓌?chuàng)#

ClockBuilder Pro是一款用于配置和生成時(shí)鐘信號(hào)的軟件工具，而Si5351是一款常用的時(shí)鐘發(fā)生器芯片。使用ClockBuilder Pro可以方便地配置和生成適合Si5351芯片的時(shí)鐘信號(hào)。以下是使用ClockBuilder Pro配置Si5351的一般步驟：

1、下載和安裝ClockBuilder Pro軟件：您可以從搜索引擎找到官方網(wǎng)站下載并安裝ClockBuilder Pro軟件。

圖1

2、連接硬件：將Si5351芯片連接到您的開(kāi)發(fā)板或電路中。確保硬件連接正確，并且Si5351的電源和通信接口正常工作。
本次實(shí)驗(yàn)采用的是ESP32-C3，可以使用Arduino來(lái)完成測(cè)試工作，這里我采用的是Arduino默認(rèn)的ESP32-C3的默認(rèn)I2C接口，你也可以在程序里指定使用哪些IO作為I2C。
默認(rèn)接口配置文件在以下目錄可以找到
C:\Users\Mint\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\hardware\esp32\2.0.9\variants\esp32c3\pins_arduino.h
其中關(guān)于定義I2C的地址為

static const uint8_t SDA = 8;
static const uint8_t SCL = 9;

復(fù)制代碼

下圖是我使用的SI5351模塊，該模塊為SI5351A 10PIN的，支持3路生成時(shí)鐘輸出：CLK0、CLK1、CLK2。

圖2

3、打開(kāi)ClockBuilder Pro：?jiǎn)?dòng)ClockBuilder Pro軟件，并選擇與Si5351芯片兼容的設(shè)備和芯片型號(hào)。如果您的芯片型號(hào)不在列表中，您可能需要手動(dòng)添加或選擇類似型號(hào)進(jìn)行配置。具體步驟如下：
（1）、啟動(dòng)軟件后，如圖1，選擇Create New Project，創(chuàng)建新的工程
（2）、單擊Clock Generators，選擇時(shí)鐘發(fā)生器

圖3

（3）、然后會(huì)彈出一個(gè)元件選擇列表，選擇我們這次使用的SI5351A，然后單擊下一步

圖4

圖5

繼續(xù)下一步

圖6

（4）、此處你可以輸入一些設(shè)計(jì)筆記，如果沒(méi)有什么要寫(xiě)的，可以直接下一步跳過(guò)。

圖7

（5）、選擇我們使用的封裝型號(hào)，這里選擇3輸出的10PIN封裝，然后單擊下一步

圖8

（6）、如圖8所示，這時(shí)候我們可以看到默認(rèn)的I2C地址，以及I2C的通信原理圖。請(qǐng)記住該地址，或者在芯片手冊(cè)查看該地址：0x60。

圖9

（7）、如圖9所示，這一步選擇時(shí)鐘源，即你使用的晶振是多大的，這里默認(rèn)有兩種選擇27MHz，25MHz，我這里使用的是25MHz的。其他按照默認(rèn)即可。繼續(xù)下一步

圖10

（8）、這一步，是設(shè)置輸出使能以及配置輸出的頻率為多少，共3個(gè)輸出通道可供配置，可以配置的范圍是2.5KHz~200MHz。如圖10所示。完成配置后單擊下一步。

圖11

（9）、圖11為輸出斜率設(shè)置，這里如果不需要可以默認(rèn)，如果不知道什么意思可以在三個(gè)通道設(shè)置為相同的輸出頻率，然后在此處設(shè)置為不同的輸出斜率，觀察結(jié)果，以確認(rèn)該參數(shù)的意義。單擊下一步。

圖12

（10）、如圖12所示，該步驟為設(shè)置輸出驅(qū)動(dòng)能力配置，如果不清楚請(qǐng)查看該頁(yè)面右半邊的介紹。默認(rèn)配置即可。然后下一步，完成了配置。

圖13

（11）、接下來(lái)可以導(dǎo)出配置了，如圖13，單擊Export，進(jìn)入導(dǎo)出菜單，我們選擇選項(xiàng)卡Register File，寄存器配置文件。

圖14

單擊下邊的Save to File,保存生成的配置頭文件，如圖14所示。完成時(shí)鐘配置后，您可以使用ClockBuilder Pro生成一個(gè)配置文件，該文件包含了所有的時(shí)鐘配置信息。將該文件保存到您的計(jì)算機(jī)上。

4、接下來(lái)使用生成的頭文件，將配置信息通過(guò)I2C寫(xiě)入到Si5351A。

（1）、新建一個(gè)Arduino項(xiàng)目，并選擇所用的主控芯片為ESP32-C3，選擇芯片模塊對(duì)應(yīng)的燒錄串口。設(shè)置如下圖所示

圖15

將wire.h與生成的Si5351A配置頭文件都包含進(jìn)來(lái)

完整代碼如下所示

#include <Wire.h>
#include "Si5351A-RevB-Registers.h"
/*
利用 Clock Builder Pro生成時(shí)鐘芯片Si5351A的配置后，生成的文件默認(rèn)位地址是16BIT，數(shù)據(jù)為8BIT。
如果直接使用需要注意這一點(diǎn)，因?yàn)锳rduino的write(uint8_t)，參數(shù)為8bit變量，注意轉(zhuǎn)換。
*/
#define SI5351A_ADDRESS 0x60
void setup()
{
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(115200);
Wire.begin();
for(unsigned char i=0;i<255;i++)
{
SI5351_WR_Byte(0,i) ;
}
for(int i=0;i<SI5351A_REVB_REG_CONFIG_NUM_REGS;i++)
{
SI5351_WR_Byte(si5351a_revb_registers[i].value, si5351a_revb_registers[i].address) ;
}
}
void loop()
{
// put your main code here, to run repeatedly:
}
void SI5351_WR_Byte(unsigned char dat, unsigned char reg_addr)
{
Wire.beginTransmission(SI5351A_ADDRESS); // 開(kāi)始I2C傳輸，并指定設(shè)備地址為SI5351A_ADDRESS
Wire.write((unsigned char)reg_addr); // 發(fā)送地址字節(jié),注意有效位為低8位，自動(dòng)生成的地址為16BIT的。
Wire.write(dat); // 發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)
Wire.endTransmission(); // 結(jié)束傳輸
}

復(fù)制代碼

我沒(méi)觀察一下生成的頭文件的主要內(nèi)容

圖16

可以看到配置代碼放在一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量里，可以方便的訪問(wèn)到內(nèi)存地址與對(duì)應(yīng)的配置參數(shù)。另外主意到該生成的配置結(jié)構(gòu)體種的地址為16BIT的，注意我們使用的I2C寫(xiě)入函數(shù)的操作參數(shù)為8BIT，這里應(yīng)做強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，保證傳入的參數(shù)與定義的參數(shù)類似是一致的。

完成代碼后我們下載代碼到芯片。并用示波器觀察三路時(shí)鐘信號(hào)。