MCU 中的內部振蕩器調整
發布時間:2023-11-20 責任編輯:lina
【導讀】由於其缺點,MCU 中的內部振蕩器配備了微調其頻率的機製,與樂器不同。這通常是通過微型電容替換盒調整振蕩器 RC 電路中的電容來完成的。
由於其缺點,MCU 中的內部振蕩器配備了微調其頻率的機製,與樂器不同。這通常是通過微型電容替換盒調整振蕩器 RC 電路中的電容來完成的。
電容替換盒包含一係列開關和電容器,可產生一定精度範圍內的任何電容。例如,考慮以下電容器網絡,它可以並聯組合以產生 0nF 到 255nF 的任何整數電容。
這些開關有條件地包含 2 次冪的電容器。例如,僅閉合右側的三個開關會產生 7nF。是的,它是二進製的!
現在,由於 RC 振(zhen)蕩(dang)器(qi)通(tong)過(guo)對(dui)電(dian)容(rong)器(qi)充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian)來(lai)工(gong)作(zuo),因(yin)此(ci)這(zhe)些(xie)開(kai)關(guan)需(xu)要(yao)是(shi)模(mo)擬(ni)的(de)。因(yin)此(ci),這(zhe)些(xie)微(wei)型(xing)電(dian)容(rong)替(ti)代(dai)盒(he)使(shi)用(yong)一(yi)種(zhong)特(te)殊(shu)類(lei)型(xing)的(de)開(kai)關(guan),稱(cheng)為(wei)傳(chuan)輸(shu)門(men) 或模擬開關。這些很像繼電器的半導體替代品;它們控製數字信號並切換模擬信號。有許多商用傳輸門 IC,例如 CD4016、CD4066 和 CD4053。
從程序員的角度來看,內部振蕩器的頻率調整歸結為修改內存映射寄存器的值。該寄存器中的位控製電容替換模塊中的開關。
內部時鍾源調整寄存器,在 s08 係列中廣泛使用。圖片來自恩智浦。
對於 S08 係列的某些成員,該寄存器稱為 ICSTRM(內部時鍾源調整)。這是一個8位寄存器,二進製複位值為10000000。這8位控製一個電容替換模塊,進而影響振蕩器的周期 :該寄存器的值越大,電容和周期越高。當然,這對頻率有相反的影響。
簡單的校準程序
以下是您可以在 MCU 上執行的一個不錯的調整過程:
運行生成 1kHz 方波的應用程序。
迭代直到無法改進:
測量生成信號的周期。
將 Trim 寄存器修改為 1ms。
重新編譯並運行。
迭代的原因是,由於微調模塊中電容器值的不確定性(例如一組高度略有不同的樓梯),您對微調寄存器估計的更改將因某些未知因素而偏離。迭代可以解決這種不規則性。
自動化此過程
您可能希望為您的應用程序自動執行此過程,以便您的程序在加電時校準振蕩器,作為啟動序列的一部分。
為此,您需要一個可靠的時鍾參考來與 MCU 生成的固定頻率信號進行比較。盡管這看起來毫無意義,因為外部時鍾信號是您首先要避免的,但該外部信號不必滿足您的時鍾要求;它必須準確且穩定。
自動微調過程的另一個重要細節是算法:上述過程適用於擁有示波器和出色計算器的工程師。然而,許多校準函數使用逐次逼近方法。這與逐次逼近型ADC使用的算法相同,其本質是二分搜索算法。毫不奇怪,對於 N 位調整寄存器來說,這需要 N 次迭代。
要了解 ADC 中的逐次逼近,您可能需要閱讀Elliott Smith 撰寫的文章《了解逐次逼近寄存器 ADC》 。
設備程序員
除了對 ROM 存cun儲chu器qi和he微wei控kong製zhi器qi進jin行xing編bian程cheng之zhi外wai,還hai有you一yi些xie設she備bei編bian程cheng器qi還hai提ti供gong有you用yong的de附fu加jia功gong能neng。有you些xie甚shen至zhi在zai您nin的de微wei控kong製zhi器qi上shang執zhi行xing此ci微wei調tiao程cheng序xu,以yi便bian您nin方fang便bian地di對dui一yi批pi設she備bei進jin行xing編bian程cheng,微wei調tiao每mei個ge單dan元yuan上shang的de內nei部bu振zhen蕩dang器qi。
一些設備編程器能夠校準其目標微控製器的內部振蕩器。
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