MCU 中的内部振荡器调整

【导读】由于其缺点，MCU 中的内部振荡器配备了微调其频率的机制，与乐器不同。这通常是通过微型电容替换盒调整振荡器 RC 电路中的电容来完成的。

由于其缺点，MCU 中的内部振荡器配备了微调其频率的机制，与乐器不同。这通常是通过微型电容替换盒调整振荡器 RC 电路中的电容来完成的。

电容替换盒包含一系列开关和电容器，可产生一定精度范围内的任何电容。例如，考虑以下电容器网络，它可以并联组合以产生 0nF 到 255nF 的任何整数电容。

这些开关有条件地包含 2 次幂的电容器。例如，仅闭合右侧的三个开关会产生 7nF。是的，它是二进制的！

现在，由于 RC 振荡器通过对电容器充电和放电来工作，因此这些开关需要是模拟的。因此，这些微型电容替代盒使用一种特殊类型的开关，称为传输门 或模拟开关。这些很像继电器的半导体替代品；它们控制数字信号并切换模拟信号。有许多商用传输门 IC，例如 CD4016、CD4066 和 CD4053。

从程序员的角度来看，内部振荡器的频率调整归结为修改内存映射寄存器的值。该寄存器中的位控制电容替换模块中的开关。

内部时钟源调整寄存器，在 s08 系列中广泛使用。图片来自恩智浦。

对于 S08 系列的某些成员，该寄存器称为 ICSTRM（内部时钟源调整）。这是一个8位寄存器，二进制复位值为10000000。这8位控制一个电容替换模块，进而影响振荡器的周期 ：该寄存器的值越大，电容和周期越高。当然，这对频率有相反的影响。

简单的校准程序

以下是您可以在 MCU 上执行的一个不错的调整过程：

运行生成 1kHz 方波的应用程序。

迭代直到无法改进：

测量生成信号的周期。
将 Trim 寄存器修改为 1ms。
重新编译并运行。

迭代的原因是，由于微调模块中电容器值的不确定性（例如一组高度略有不同的楼梯），您对微调寄存器估计的更改将因某些未知因素而偏离。迭代可以解决这种不规则性。

自动化此过程

您可能希望为您的应用程序自动执行此过程，以便您的程序在加电时校准振荡器，作为启动序列的一部分。

为此，您需要一个可靠的时钟参考来与 MCU 生成的固定频率信号进行比较。尽管这看起来毫无意义，因为外部时钟信号是您首先要避免的，但该外部信号不必满足您的时钟要求；它必须准确且稳定。

自动微调过程的另一个重要细节是算法：上述过程适用于拥有示波器和出色计算器的工程师。然而，许多校准函数使用逐次逼近方法。这与逐次逼近型ADC使用的算法相同，其本质是二分搜索算法。毫不奇怪，对于 N 位调整寄存器来说，这需要 N 次迭代。

要了解 ADC 中的逐次逼近，您可能需要阅读Elliott Smith 撰写的文章《了解逐次逼近寄存器 ADC》 。

设备程序员

除了对 ROM存储器和微控制器进行编程之外，还有一些设备编程器还提供有用的附加功能。有些甚至在您的微控制器上执行此微调程序，以便您方便地对一批设备进行编程，微调每个单元上的内部振荡器。

一些设备编程器能够校准其目标微控制器的内部振荡器。

免责声明：本文为转载文章，转载此文目的在于传递更多信息，版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请联系小编进行处理。