【中文文档】AN2868_STM32F10xx内部RC振荡器校准

STMCU

STM32F10xxx内部 RC 振荡器 （HSI）校准

前言

STM32F10xxx 微控制器提供了适合运行的内部 RC 振荡器 （典型地，有 8 MHz 的 HSI：高速内部振荡器）。在 25 ℃时， HSI 的典型精度为 ±1%。在 –40 到 105 ℃， RC 频率精度值扩大为 ±3%。因此，温度对 RC 精度有影响。

为补偿应用中的温度影响，用户可使用运行时校准程序，进一步微调 STM32F10xxx HSI 振荡器的输出频率，提高 HSI 的频率精度。对通信外设来说，这可能是至关重要的。

本应用笔记给出了两个校准内部 RC 振荡器的方法：找到具有最小误差的频率或找到最大允许的频率误差。两者都通过提供精确的参考源，如 RTC/64 信号或主动信号实现。

这两个方法都基于相同的原理：计算 RC 频率 vs. 参考频率，计算 HSI 频率误差，设置RCC_CR 寄存器中的 HSITRIM 位。

1 STM32F10xxx 的内部时钟：HSI 时钟

HSI 时钟信号由内部 8 MHz RC 振荡器生成，可直接用作系统时钟，或者除以 2 用作 PLL 输入。 HSI RC 振荡器的优点是成本较低 （无需使用外部组件）。它还比 HSE 晶振具有更快的启动时间。但即使校准后，频率也不如外部晶振或陶瓷谐振器的频率精度高。 HSI 信号还可作为备份时钟源 （辅助时钟）使用，以防 HSE 晶振发生故障。

1.1 校准

由于生产过程的不同，每个芯片的 RC 振荡器的频率都可能不同。因此，每个器件都由 ST做工厂校准，在 TA = 25 ℃时达到 1% 精度。

复位后，工厂校准值将加载到时钟控制寄存器 RCC_CR 的 HSICAL[7:0] 位中。

通过设置 RCC_CR 寄存器中的 HSITRIM[4:0] 位进行用户校准。可对这些 位编程，以考虑电压和温度变化对内部 HSI RC 振荡器频率的影响。默认值为 16，加上 HSICAL 值，应能将HSI 微调至 8 MHz ±1%。前后两个 HSICAL 步进之间的微调步长 （Fhsitrim）约为 40 kHz。

2 RC 校准

2.1 校准原理

校准的原理为首先测量 HSI 频率，然后计算频率误差，最后设置 RCC_CR 寄存器中的HSITRIM 位。

HSI 频率并不是直接测量的，而是使用定时器对 HSI 时钟沿计数方式算出，然后与理想值 8000 000 Hz 比较。为此，必须有一个非常精确的参考频率，比如由外部 32 kHz 晶振提供的RTC/64 信号或 50 Hz/60 Hz 主频 （请参考第 2.2.2 章节）。对于 RTC 时钟源的情况，参考频率等于 512 Hz （32768 Hz/64）。

图 1 显示了怎样使用定时器计数个数测量参考信号周期。

在每个上升沿会发生两个中断：捕获比较 1 中断和更新事件中断。后者用于在参考信号周期对计数器溢出计数。因为在每个新周期开始时两个中断同时发生，所以会发生额外的溢出。这就是为什么我们必须对计数器溢出的数目减 1：N – 1。

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Kevin201707

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