MCU中的HSIOSC和LSI時鐘信號是通過內(nèi)部RC振蕩器產(chǎn)生的，該時鐘信號可能會受到外界因素比如溫度等的影響，使其頻率在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生誤差。CW32L083可以通過AUTOTRIM的時鐘校準(zhǔn)定時器模式來對LSI和HSIOSC進行自動實時時鐘校準(zhǔn)，獲得精度更高的時鐘信號。

HSIOSC時鐘校準(zhǔn)模式

設(shè)置 AUTOTRIM_CR.MD 為 0x00，使定時器工作于 HSIOSC 校準(zhǔn)模式。該模式支持自動實時校準(zhǔn)HSIOSC的輸出頻率，使 HSIOSC 輸出頻率的精度不再受環(huán)境變化影響。

HSIOSC 時鐘校準(zhǔn)，需要向定時器提供一個精準(zhǔn)的低頻參考時鐘，其來源可以是 LSE 或外部 ETR 引腳輸入的低速精準(zhǔn)時鐘信號，通過控制寄存器 AUTOTRIM_CR 的 SRC 位域進行選擇。

HSIOSC 校準(zhǔn)模式的功能框圖如下圖所示：

設(shè)置 AUTOTRIM_CR.AUTO 為 1 使能自動校準(zhǔn)，設(shè)置 AUTOTRIM_CR.EN 為1 使能定時器，開始自動校準(zhǔn)流程。自動校準(zhǔn)開始工作后，計數(shù)值寄存器AUTOTRIM_CNT 在每個 GCLK 時鐘周期內(nèi)對 HSIOSC 時鐘 TCLK 從重載值 ARR 開始遞減計數(shù)，計數(shù)到 0 后開始遞增計數(shù)。當(dāng)計數(shù)器已運行 1.5 倍 ARR 周期，計數(shù)器停止運行，同時 AUTOTRIM_ISR.MISS 標(biāo)志位被硬件置 1，表示計數(shù)失敗。每當(dāng) GCLK 時鐘上升沿到達時，計數(shù)器重新開始從 ARR 遞減計數(shù)。

如果 GCLK 時鐘周期內(nèi)，計數(shù)器的計數(shù)值大于誤差允許值 AUTOTRIM_FLIM，寄存器TrimCode 會自動調(diào)整，直到計數(shù)器的計數(shù)值小于誤差允許值 AUTOTRIM_FLIM，同時 AUTOTRIM_ISR.OK 標(biāo)志位會被硬件置 1，表示校準(zhǔn)精度已達標(biāo)，此時可讀取 TrimCode 寄存器并寫入 SYSCTRL_HSI.TRIM，以校準(zhǔn) HSIOSC 時鐘頻率。

TrimCode 寄存器最大可調(diào)整為 0x1FF，故 TrimCode 值寫入 SYSCTRL_HSI.TRIM 時，需根據(jù) TRIM 位域的初始校 準(zhǔn)值寫入最高 2bit。代碼示例如下：

CW_SYSCTRL->HSI = (CW_SYSCTRL->HSI 0xFE00) | CW_AUTOTRIM->TVAL;

誤差允許值 FLIM 在設(shè)置重載值 ARR 時自動配置，校準(zhǔn)精度為 0.4%，用戶不可寫入。重載寄存器 AUTOTRIM_ARR 設(shè)置公式如下：

ARR = TCLK×2PRS/RCLK-1

其中，RCLK 為參考時鐘源，PRS 為預(yù)分頻系數(shù)，TCLK 為計數(shù)時鐘源 HSIOSC 時鐘，這一部分是需要我們?nèi)ヅ渲玫摹?/p>

例：當(dāng)參考時鐘源 RCLK 為 LSE（時鐘頻率為 32768Hz），預(yù)分頻系數(shù) PRS 為 0x1 時，校準(zhǔn) HSIOSC 時鐘頻率為 48MHz，計算

ARR = 48000000×21 /32768-1 = 2928.6875

最接近的整數(shù)是：2929（0xB71）

即需要設(shè)置 AUTOTRIM_ARR 為 0xB71。

HSIOSC時鐘校準(zhǔn)編程示例

通過上節(jié)的模式設(shè)置介紹我們可以根據(jù)其配置AUTOTRIM的HSIOSC的實時時鐘校準(zhǔn)模式,HSIOSC 時鐘校準(zhǔn)流程如下，當(dāng)選擇參考時鐘源為 LSE 時，步驟 1 和步驟 2 不需要執(zhí)行：

步驟 1：設(shè)置外設(shè)時鐘使能控制寄存器 SYSCTRL_AHBEN 的相關(guān)位為 1，使能AUTOTRIM_ETR 對應(yīng) GPIO 端口的配置時鐘及工作時鐘；

步驟 2：設(shè)置 GPIO 復(fù)用功能寄存器 GPIOx_AFRH 和 GPIOx_AFRL 的相關(guān)位，配置對應(yīng)引腳為 AUTOTRIM 定時器的 AUTOTRIM_ETR 功能；

步驟 3：設(shè)置外設(shè)時鐘使能控制寄存器 SYSCTRL_APBEN2.AUTOTRIM 為 1，打開 AUTOTRIM 模塊的配置時鐘；

步驟 4：設(shè)置 AUTOTRIM_CR.MD 為 0x00，使定時器工作于 HSIOSC 時鐘校準(zhǔn)模式；

步驟 5：配置控制寄存器 AUTOTRIM_CR.OST，選擇實時校準(zhǔn)模式或單次校準(zhǔn)模式；

步驟 6：配置控制寄存器 AUTOTRIM_CR.SRC，選擇 AUTOTRIM 參考時鐘源為LSE；

步驟 7：配置控制寄存器 AUTOTRIM_CR.PRS，選擇 AUTOTRIM 參考時鐘分頻系數(shù)；

步驟 8：根據(jù)上節(jié)HSIOSC時鐘校準(zhǔn)模式ARR 配置公式，設(shè)置重載值寄存器 AUTOTRIM_ARR，自動配置 校準(zhǔn)精度為 0.4%；

步驟 9：設(shè)置 AUTOTRIM_CR.AUTO 為 1，使能自動校準(zhǔn)；

步驟 10：設(shè)置 AUTOTRIM_CR.EN 為 1，使能定時器，開始自動校準(zhǔn)；

步驟 11：查詢等待 AUTOTRIM_ISR.END 和 AUTOTRIM_ISR.OK 標(biāo)志位置 1，自動校準(zhǔn)完成且精度達標(biāo)；

步驟 12：讀取 TrimCode 寄存器，并將 TrimCode 值寫入 SYSCTRL_HSI.TRIM。

代碼示例：

CW_SYSCTRL->HSI = (CW_SYSCTRL->HSI 0xFE00) | CW_AUTOTRIM->TVAL;

具體的寄存器配置可以參考CW32L083用戶手冊的時鐘校準(zhǔn)定時器（AUTOTRIM）章節(jié)。在上述的一系列校準(zhǔn)步驟配置完之后，我們就可以通過示波器或者萬用表來讀取開發(fā)板的HSIOSC的頻率輸出，會發(fā)現(xiàn)在不同的溫度影響下，MCU會自動校準(zhǔn)HSIOSC的時鐘頻率。通過對比會發(fā)現(xiàn)，用AUTOTRIM自動校準(zhǔn)模式之后的HSIOSC會比沒有用AUTOTRIM的HSIOSC的精度更高，誤差更小。

LSI時鐘校準(zhǔn)

設(shè)置 AUTOTRIM_CR.MD 為 0x01，使定時器工作于 LSI 校準(zhǔn)模式。該模式支持自動實時校準(zhǔn) LSI 的輸出頻率，使 LSI 輸出頻率的精度不再受環(huán)境變化影響。

LSI 時鐘校準(zhǔn)，需要向定時器提供一個精準(zhǔn)的高頻計數(shù)時鐘，其來源可以是 HSE 或外部 ETR 引腳輸入的高速精準(zhǔn)時鐘信號，通過控制寄存器 AUTOTRIM_CR 的 SRC 位域進行選擇。

LSI校準(zhǔn)模式的功能框圖如下圖所示：

設(shè)置 AUTOTRIM_CR.AUTO 為 1 使能自動校準(zhǔn)，設(shè)置 AUTOTRIM_CR.EN 為 1 使能定時器，開始自動校準(zhǔn)流程。

自動校準(zhǔn)開始工作后，計數(shù)值寄存器 AUTOTRIM_CNT 在每個 GCLK 時鐘周期內(nèi)對計數(shù)時鐘 TCLK 從重載值 ARR 開始遞減計數(shù)，計數(shù)到0后開始遞增計數(shù)。當(dāng)計數(shù)器已運行1.5倍ARR 周期，計數(shù)器停止運行，同時 AUTOTRIM_ISR.MISS 標(biāo)志位被硬件置1，表示計數(shù)失敗。每當(dāng) GCLK 時鐘上升沿到達時，計數(shù)器重新開始從 ARR 遞減計數(shù)。

如果 GCLK 時鐘周期內(nèi)，計數(shù)器的計數(shù)值大于誤差允許值 AUTOTRIM_FLIM，則寄存器TrimCode會自動調(diào)整，直到計數(shù)器的計數(shù)值小于誤差允許值 AUTOTRIM_FLIM，同時 AUTOTRIM_ISR.OK 標(biāo)志位會被硬件置 1，表示校準(zhǔn)精度 已達標(biāo)，此時可讀取 TrimCode 寄存器并寫入 SYSCTRL_LSI.TRIM，以校準(zhǔn) LSI 時鐘頻率。具體的代碼配置可以參考下節(jié)的步驟12的代碼示例。

TrimCode 寄存器最大可調(diào)整為0x1FF，故 TrimCode 值寫入 SYSCTRL_LSI.TRIM 時，需根據(jù) TRIM 位域的初始校 準(zhǔn)值寫入最高 1bit。

代碼示例如下：

CW_SYSCTRL->LSI = (CW_SYSCTRL->LSI 0xFE00) | CW_AUTOTRIM->TVAL;

誤差允許值 FLIM 在設(shè)置重載值 ARR 時自動配置，校準(zhǔn)精度為 0.4%，用戶不可寫入。重載寄存器 AUTOTRIM_ARR 設(shè)置公式如下：

ARR = TCLK×2PRS/RCLK-1

其中，RCLK 為 LSI 時鐘，PRS 為預(yù)分頻系數(shù)，TCLK 為計數(shù)時鐘源。

例：當(dāng)計數(shù)時鐘源 TCLK 為 HSE（時鐘頻率為 16MHz），預(yù)分頻系數(shù) PRS 為 0x1 時，校準(zhǔn) LSI 時鐘頻率為 32kHz，計算

ARR = 16000000×21 /32000-1 = 999

即需要設(shè)置 AUTOTRIM_ARR 為 0x3E7。

LSI時鐘校準(zhǔn)編程示例

通過上節(jié)的模式設(shè)置介紹我們可以根據(jù)其配置AUTOTRIM的LSI的實時時鐘校準(zhǔn)模式,LSI 時鐘校準(zhǔn)流程如下，當(dāng)選擇計數(shù)時鐘源為 HSE 時，步驟 1 和步驟 2 不需要執(zhí)行：

步驟 1：設(shè)置外設(shè)時鐘使能控制寄存器 SYSCTRL_AHBEN 的相關(guān)位為 1，使能 AUTOTRIM_ETR 對應(yīng) GPIO 端口的 配置時鐘及工作時鐘；

步驟 2：設(shè)置 GPIO 復(fù)用功能寄存器 GPIOx_AFRH 和 GPIOx_AFRL 的相關(guān)位，配置對應(yīng)引腳為 AUTOTRIM 定時器 的 AUTOTRIM_ETR 功能；

步驟 3：設(shè)置外設(shè)時鐘使能控制寄存器 SYSCTRL_APBEN2.AUTOTRIM 為 1，打開 AUTOTRIM 模塊的配置時鐘；

步驟 4：設(shè)置 AUTOTRIM_CR.MD 為 0x01，使定時器工作于 LSI 時鐘校準(zhǔn)模式；

步驟 5：配置控制寄存器 AUTOTRIM_CR.OST，選擇實時校準(zhǔn)模式或單次校準(zhǔn)模式；

步驟 6：配置控制寄存器 AUTOTRIM_CR.SRC，選擇 AUTOTRIM 計數(shù)時鐘源HSE；

步驟 7：配置控制寄存器 AUTOTRIM_CR.PRS，選擇 AUTOTRIM 參考時鐘分頻系數(shù)；

步驟 8：根據(jù) 11.3.3 LSI 時鐘校準(zhǔn)小節(jié) ARR 配置公式，設(shè)置重載值寄存器 AUTOTRIM_ARR，自動配置校準(zhǔn)精度 為 0.4%；

步驟 9：設(shè)置 AUTOTRIM_CR.AUTO 為 1，使能自動校準(zhǔn)；

步驟 10：設(shè)置 AUTOTRIM_CR.EN 為 1，使能定時器，開始自動校準(zhǔn)；

步驟 11：查詢等待 AUTOTRIM_ISR.END 和 AUTOTRIM_ISR.OK 標(biāo)志位置 1，自動校準(zhǔn)完成且精度達標(biāo)；

步驟 12：讀取 TrimCode 寄存器，并將 TrimCode 值寫入 SYSCTRL_LSI.TRIM。

代碼示例：

CW_SYSCTRL->LSI = (CW_SYSCTRL->LSI 0xFE00) | CW_AUTOTRIM->TVAL

來源：武漢芯源半導(dǎo)體

審核編輯：湯梓紅