MCU 中的內(nèi)部振蕩器調(diào)整

由于其缺點(diǎn)，MCU 中的內(nèi)部振蕩器配備了微調(diào)其頻率的機(jī)制，與樂器不同。這通常是通過微型電容替換盒調(diào)整振蕩器 RC 電路中的電容來完成的。 
電容替換盒包含一系列開關(guān)和電容器，可產(chǎn)生一定精度范圍內(nèi)的任何電容。例如，考慮以下電容器網(wǎng)絡(luò)，它可以并聯(lián)組合以產(chǎn)生 0nF 到 255nF 的任何整數(shù)電容。

這些開關(guān)有條件地包含 2 次冪的電容器。例如，僅閉合右側(cè)的三個(gè)開關(guān)會(huì)產(chǎn)生 7nF。是的，它是二進(jìn)制的！
現(xiàn)在，由于 RC 振蕩器通過對(duì)電容器充電和放電來工作，因此這些開關(guān)需要是模擬的。因此，這些微型電容替代盒使用一種特殊類型的開關(guān)，稱為傳輸門 或模擬開關(guān)。這些很像繼電器的半導(dǎo)體替代品；它們控制數(shù)字信號(hào)并切換模擬信號(hào)。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(nèi)部振蕩器的頻率調(diào)整歸結(jié)為修改內(nèi)存映射寄存器的值。該寄存器中的位控制電容替換模塊中的開關(guān)。

內(nèi)部時(shí)鐘源調(diào)整寄存器，在 s08 系列中廣泛使用。圖片來自恩智浦。 
對(duì)于 S08 系列的某些成員，該寄存器稱為 ICSTRM（內(nèi)部時(shí)鐘源調(diào)整）。這是一個(gè)8位寄存器，二進(jìn)制復(fù)位值為10000000。這8位控制一個(gè)電容替換模塊，進(jìn)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(dāng)然，這對(duì)頻率有相反的影響。
簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)程序
以下是您可以在 MCU 上執(zhí)行的一個(gè)不錯(cuò)的調(diào)整過程：
運(yùn)行生成 1kHz 方波的應(yīng)用程序。
迭代直到無法改進(jìn)：
測(cè)量生成信號(hào)的周期。
將 Trim 寄存器修改為 1ms。
重新編譯并運(yùn)行。
迭代的原因是，由于微調(diào)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(duì)微調(diào)寄存器估計(jì)的更改將因某些未知因素而偏離。迭代可以解決這種不規(guī)則性。 
自動(dòng)化此過程
您可能希望為您的應(yīng)用程序自動(dòng)執(zhí)行此過程，以便您的程序在加電時(shí)校準(zhǔn)振蕩器，作為啟動(dòng)序列的一部分。 
為此，您需要一個(gè)可靠的時(shí)鐘參考來與 MCU 生成的固定頻率信號(hào)進(jìn)行比較。盡管這看起來毫無意義，因?yàn)橥獠繒r(shí)鐘信號(hào)是您首先要避免的，但該外部信號(hào)不必滿足您的時(shí)鐘要求；它必須準(zhǔn)確且穩(wěn)定。 
自動(dòng)微調(diào)過程的另一個(gè)重要細(xì)節(jié)是算法：上述過程適用于擁有示波器和出色計(jì)算器的工程師。然而，許多校準(zhǔn)函數(shù)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(zhì)是二分搜索算法。毫不奇怪，對(duì)于 N 位調(diào)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(shè)備程序員
除了對(duì) ROM 存儲(chǔ)器和微控制器進(jìn)行編程之外，還有一些設(shè)備編程器還提供有用的附加功能。有些甚至在您的微控制器上執(zhí)行此微調(diào)程序，以便您方便地對(duì)一批設(shè)備進(jìn)行編程，微調(diào)每個(gè)單元上的內(nèi)部振蕩器。 
一些設(shè)備編程器能夠校準(zhǔn)其目標(biāo)微控制器的內(nèi)部振蕩器。