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[单片机资料] 华大HC32L110/HC32L130/HC32F003/HC32F005等系列RCH特殊频率校准方法

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发表于 2021-11-20 11:55:53 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
本产品支持芯片系列如下:
L 系 列HC32L110HC32L130HC32L136HC32L072HC32L073
HC32L176HC32L190HC32L196HC32L170
F 系 列HC32F003HC32F005HC32F030HC32F072
HC32F190HC32F196HC32F170HC32F176


1、摘要
本篇应用笔记是对华大半导体 MCU*时钟校准模块的补充,请优先使用 MCU*用户手册介绍的“时钟校准模块(CLKTRIM)”,及其相关参考样例。只有当参考时钟频率值比较低时(RCH 时钟频率与参考时钟频率的比值超过 1000 倍),才推荐使用此应用笔记介绍的 RCH特殊频率校准方法。
本应用笔记主要包括:
-时钟校准原理介绍
-RCH 特殊频率校准 Demo 样例介绍
注意:
- 本应用笔记为华大半导体 MCU*的应用补充材料,不能代替用户手册,具体功能及寄存器的操作等相关事项请以用户手册为准。

2、功能介绍
华大半导体 MCU*时钟校准模块(CLKTRIM),推荐参考时钟频率与 RCH 时钟频率接近,或者差距不大,当参考时钟频率值比较低时,校准时间会比较长,此时推荐此文档介绍的方式,一种在低参考时钟下快速校准 RCH 时钟的方法。

3、RCH 时钟校准简介
3.1 RCH 时钟校准原理
华大半导体 MCU*的内置 RCH 时钟振荡器均可通过调整 RCH 控制寄存器的 TRIM 值 (M0P_SYSCTRL->RCH_CR_f.TRIM)来调节其输出频率。理论上可以调节出4MHz~24MHz 之间的任意时钟频率。 图 1 是某颗 MCU 芯片的 TRIM 值与 RCH 输出频率关系图(每颗芯片都会有一定差异),TRIM 的高两个比特位(RCH_CR[10:9]),把 TRIM 频率曲线分成了四个区间,见图 1,从左到右对应的 RCH_CR[10:9]数值依次为:2’b00、2’b01、2’b10、2’b11。注意当同频率下存在多个 TRIM 值时,优先选择最大的 TRIM 值。
1.jpg

3.2 RCH 时钟校准操作步骤
接下来以华大半导体的 HC32LF07x-EVB 开发板为平台,介绍 demo 样例 RCH 时钟校准操作步骤:
1) HC32LF07x-EVB 开发板上电,下载器一端连接开发板,另一端连接 PC 电脑。
2) 打开此文档配套样例,下载程序到开发板。注意,如果使用 KEIL MDK 下载程序,需要提前把算法文件(RCHTrim\mcu\MDK\config\FlashHC32F072_128K.FLM)添加到 keil 安装目录(Keil_v5\ARM\Flash)中。
3) 按下开发板上的 SYM/RST 按键,然后松开,MCU 复位。
4) 准备好一个外部精准的参考时钟,频率值要求不小于 10Hz,且要求待校准 RCH 频率与参考时钟频率的比值大于等于 1000。
5) 把参考时钟的输出端接到 PA08,参考时钟的 GND 接到与 PA08 临近的 GND 引脚。
6) 按下开发板上的 K1 按键,然后松开,时钟开始自动校准。校准过程中 LED (丝印 D5)闪烁(当校准时间很短时,也有可能看不到 LED 闪烁)。
7) 当看到 LED (丝印 D5)灯常亮,表示校验成功。如果 LED 灯熄灭,则表示校验失败。
8) 当校验成功后,TRIM 校验值会自动存储在 flash 地址 0x0001FF00 处。
9) 如果校验失败或 LED 灯长时间闪烁,请仔细检查参考时钟是否连接完好。
10) 通过示波器连接 MCU 的 PA01 引脚可以查看校准后的 RCH 频率。

样例介绍
4.1 工作流程
程序初始化及配置主要在 main 函数中执行,流程图见图 2;时钟校准代码主要在 TIMER4 捕获中断中,流程图见图 3。
2.jpg
3.jpg

4.2 频率校准工作原理
考虑到参考时钟频率比较低,本方案采用了 TIMER4 的捕获功能,使用 RCH 作为定时器计数时钟,捕获外部参考时钟从上升沿到上升沿(即一个周期)的计数值,并把计数值与理论计数值比较,不断调整 TRIM 值,使实际计数值与理论值相等或最接近。使用 TIMER4 模块时,需要注意以下几点:
-为了保障校准精度,要求定时器对外部参考时钟一个周期的计数值应该在 1000 以上,即RCH 待校准频率与外部参考时钟频率的比值应该大于 1000。
-TIMER4 是 16 位的计数器,最大值是 0xFFFF,注意周期计数时不能超过最大值,通过合理配置 HCLK 和 PCLK 的分频系数,可以有效避免。
-捕获到一次周期计数值后 TIMER4 会产生捕获中断,中断中会比较计数值与理论值的差异,并修改 TRIM 值,从而调整 RCH 频率。注意,修改 TRIM 值后的下一次捕获中断的计数值是不准确的(期间 RCH 频率发生变化),所以要求捕获中断每间隔一次中断处理一次数据(调整 TRIM 值)。

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2021-11-20 11:55 上传
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