AN0173——HICK时钟校准应用指南

只看该作者 · 2023-3-31 17:51

AN0173——HICK时钟校准应用指南

支持型号列表：
AT32F403Axx
1 简介
AT32系列MCU内部都有提供适合运行的内部高速时钟（HICK），其本质就是内置于芯片的RC振荡器。在25℃下，其典型值频率8MHz的精度由工厂校准到±1％，在-40到105℃，该内部高速时钟的精度达到±2.5％，可见精度会受到温度的影响。
为了降低环境温度对精度造成的影响，用户可在运行时间隙调用校准程序来进行校准。
2 校准及原理
2.1 校准
每颗AT32 MCU芯片的内部高速时钟在出厂时都有被进行校准，待芯片复位后该校准值会自动加载到CRM_CTRL寄存器的HICKCAL[7:0]位，与CRM_CTRL寄存器的HICKTRIM[4:0]位一起作用于HICK的校准，HICKTRIM[4:0]的复位值为0x20（不同系列该复位值可能不同），在外部电压和温度变化对内部高速时钟频率产生影响时，可通过软件对HICKTRIM[4:0]这些位进行编程，对HICK进行微调，以达到满足要求的频率。
2.2 原理
校准的原理就是对当前的HICK频率进行较为准确的测量，参考实际的测量值与典型值的比较结果，判断是否达到校准的目的。此处用到的HICK测量方法不是采用外部设备来进行的，而是使用片上定时器来对外部精准的时钟源周期进行计数，因定时器的计数时钟源于HICK，这样就可以通过精确的外部时钟源周期来推算出当前HICK的频率值。
在本应用示例及文档中，精准时钟源采用的是LEXT（通常RTC使用的32kHz晶振），图示显示了如何使用定时器计数个数来测量参考信号周期。

如上所示，为提高计数测量的准确性，实际应用中可连续对多个LEXT周期进行计数，再用求平均值的方式来减小误差。频率计算公式：
Frequencytimer = （count1 + count2 + …+ countN）/ N * Frequencylext
因HICK直接或间接的提供给系统时钟，再通过timer频率和主频的关系，推算出此时HICK的频率，当前HICK的频率值减去HICK典型值就是此时HICK的误差频率：
Error（Hz） = Frequencyhick – 8000000
2.3 硬件实现
由校准原理可知，要想计算出HICK的频率就必须得有一个准确的校准源，该文档示例推荐的是采用LEXT，并且该校准源需要连接到定时器的输入捕获通道。AT32 MCU可通过CLKOUT功能将LEXT校准源输出，再通过内部配置功能或外围连线将CLKOUT与定时器的输入通道连接

2.4 校准方法
前文提到设置CRM_CTRL寄存器的HICKTRIM位可调整HICK输出，校准流程首先按HICKTRIM的默认值为基点配置，准确的测量出此时HICK实际的频率值，然后按实际频率与典型值计算得到频率误差，判断该误差是否在可接受误差值范围内，如果是，则返回成功，如果不是，则轮询下一个HICKTRIM设置点，再进行测量判断，直到轮询完毕返回失败。
3 使用说明
如下为具体的校准流程图，详细描述参见附件源文档