CN111522281A - 一种用于mcu晶振修调的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片修调技术领域,具体公开了一种用于MCU晶振修调的控制方法,其中,包括:向待修调的MCU发送修调控制信号,以启动待修调的MCU进入频率修调模式;按照预设顺序依次向待修调的MCU设置匹配电容;获取每次匹配电容对应的待修调的MCU的输出频率;选择待修调的MCU的输出频率与预设标准频率的差值的最小者对应的匹配电容的电容值作为补偿电容的电容值,得到补偿电容;将补偿电容设置在待修调的MCU内部。本发明还公开了一种用于MCU晶振修调的控制系统。本发明提供的用于MCU晶振修调的控制方法可以减少PCB板级的电容成本,节省PCB的元件布局空间,实现板级MCU晶振输出频率的自动修调,无需人工手动修调,节约大量人工修调时间。
Description
技术领域
本发明涉及芯片修调技术领域,尤其涉及一种用于MCU晶振修调的控制方法及一种用于MCU晶振修调的控制系统。
背景技术
现有MCU(微控制器)应用方案中,利用外部32.768KHz晶振的应用非常广泛,因为在应用中,通过对32.768KHz的频率进行32768(215)分频可以产生应用所需的1s这个时间基准,因此广泛应用于闹钟、电子手表、智能门锁等和时钟相关的应用中。
而MCU选用外部32.768KHz晶振需要匹配外部负载电容,负载电容数值可根据晶振厂家的工艺控制,一般为6.5pF~12.5pF,可在晶振厂家提供的参数表中查看到。负载电容的数值由几个部分组成,分别为晶振管脚的寄生电容、芯片晶振管脚的寄生电容、PCB走线电容(包括走线、过孔等)、外部匹配电容等。
现有MCU方案中,使用外部32.768KHz晶振对应的负载电容受到PCB板上晶振回路中布线的线长、线宽、过孔数量、芯片管脚电容以及外部负载电容自生偏差等多方面的影响,只能估算出负载电容的大概范围,该范围的误差可达几个pF,无法精确计算或测量出实际较精确的电容值,因此晶振输出也无法确保最精确的32.768KHz的频率输出。
发明内容
本发明提供了一种用于MCU晶振修调的控制方法及一种用于MCU晶振修调的控制系统,解决相关技术中存在的无法确保精确的频率输出的问题。
作为本发明的第一个方面,提供一种用于MCU晶振修调的控制方法,其中,包括:
向待修调的MCU发送修调控制信号,以启动待修调的MCU进入频率修调模式;
按照预设顺序依次向所述待修调的MCU设置匹配电容;
获取每次匹配电容对应的所述待修调的MCU的输出频率;
选择所述待修调的MCU的输出频率与预设标准频率的差值的最小者对应的匹配电容的电容值作为补偿电容的电容值,得到补偿电容;
将所述补偿电容设置在所述待修调的MCU内部。
进一步地,所述用于MCU晶振修调的控制方法还包括在所述获取每次匹配电容对应的所述待修调的MCU的输出频率的步骤后进行的:
记录所述待修调的MCU的输出频率以及对应的匹配电容的电容值。
进一步地,所述选择所述待修调的MCU的输出频率与预设标准频率的差值的最小者对应的匹配电容的电容值作为补偿电容的电容值,得到补偿电容,包括:
计算每个匹配电容对应的所述待修调的MCU的输出频率与所述预设标准频率的差值;
将所有匹配电容所对应的所述差值进行比较;
选择差值最小者对应的匹配电容作为补偿电容的电容值,得到补偿电容。
进一步地,所述按照预设顺序依次向所述待修调的MCU设置匹配电容,包括:
按照电容值由小到大的顺序依次向所述待修调的MCU设置匹配电容。
进一步地,所述预设标准频率为32.768KHz。
作为本发明的另一个方面,提供一种用于MCU晶振修调的控制系统,其中,存储器和处理器,所述存储器和处理器通信连接,所述存储器用于存储有计算机指令,所述处理器用于加载并执行所述计算机指令以实现前文所述的用于MCU晶振修调的控制方法。
进一步地,所述用于MCU晶振修调的控制系统包括频率捕获模块。
进一步地,所述用于MCU晶振修调的控制系统包括MCU。
本发明提供的用于MCU晶振修调的控制方法,通过对待修调的MCU匹配电容,以满足待修调的MCU能够输出满足要求的频率,并将获得的匹配电容设置为待修调的MCU内部的补偿电容。这种用于MCU晶振修调的控制方法可以解决频偏的问题,提高输出频率的精度,且补偿电容设置在待修调的MCU内部,可以减少PCB板级的电容成本,节省PCB的元件布局空间,实现板级MCU晶振输出频率的自动修调,无需人工手动修调,节约大量人工修调时间,且可应用于不同MCU产品的量产修调。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提供的用于MCU晶振修调的控制方法的流程图。
图2为本发明提供的用于MCU晶振修调的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包括,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种用于MCU晶振修调的控制方法,图1是根据本发明实施例提供的用于MCU晶振修调的控制方法的流程图,如图1所示,包括:
S110、向待修调的MCU发送修调控制信号,以启动待修调的MCU进入频率修调模式;
S120、按照预设顺序依次向所述待修调的MCU设置匹配电容;
S130、获取每次匹配电容对应的所述待修调的MCU的输出频率;
S140、选择所述待修调的MCU的输出频率与预设标准频率的差值的最小者对应的匹配电容的电容值作为补偿电容的电容值,得到补偿电容;
S150、将所述补偿电容设置在所述待修调的MCU内部。
本发明实施例提供的用于MCU晶振修调的控制方法,通过对待修调的MCU匹配电容,以满足待修调的MCU能够输出满足要求的频率,并将获得的匹配电容设置为待修调的MCU内部的补偿电容。这种用于MCU晶振修调的控制方法可以解决频偏的问题,提高输出频率的精度,且补偿电容设置在待修调的MCU内部,可以减少PCB板级的电容成本,节省PCB的元件布局空间,实现板级MCU晶振输出频率的自动修调,无需人工手动修调,节约大量人工修调时间,且可应用于不同MCU产品的量产修调。
具体地,所述用于MCU晶振修调的控制方法还包括在所述获取每次匹配电容对应的所述待修调的MCU的输出频率的步骤后进行的:
记录所述待修调的MCU的输出频率以及对应的匹配电容的电容值。
具体地,所述选择所述待修调的MCU的输出频率与预设标准频率的差值的最小者对应的匹配电容的电容值作为补偿电容的电容值,得到补偿电容,包括:
计算每个匹配电容对应的所述待修调的MCU的输出频率与所述预设标准频率的差值;
将所有匹配电容所对应的所述差值进行比较;
选择差值最小者对应的匹配电容作为补偿电容的电容值,得到补偿电容。
例如可以按照下表所示记录输出频率以及对应的匹配电容值。
表1匹配电容与输出频率的对应表
具体地,所述按照预设顺序依次向所述待修调的MCU设置匹配电容,包括:
按照电容值由小到大的顺序依次向所述待修调的MCU设置匹配电容。
优选地,所述预设标准频率为32.768KHz。
通过表1可以看出,匹配电容每偏差0.52pF,32.768KHz输出频率的偏差就可达到10ppm左右。以此可以看出,PCB板级负载电容的估算,很容易造成目标频率的频偏直接超出指标需求。通过配置芯片内部约3pF左右补偿电容值,已经可以实现最接近32.768KHz的目标频率,也就是说可以节省PCB板上两个外部匹配电容。
作为本发明的另一实施例,提供一种用于MCU晶振修调的控制系统,其中,存储器和处理器,所述存储器和处理器通信连接,所述存储器用于存储有计算机指令,所述处理器用于加载并执行所述计算机指令以实现前文所述的用于MCU晶振修调的控制方法。
本发明实施例提供的用于MCU晶振修调的控制系统,通过对待修调的MCU匹配电容,以满足待修调的MCU能够输出满足要求的频率,并将获得的匹配电容设置为待修调的MCU内部的补偿电容。这种用于MCU晶振修调的控制系统可以解决频偏的问题,提高输出频率的精度,且补偿电容设置在待修调的MCU内部,可以减少PCB板级的电容成本,节省PCB的元件布局空间,实现板级MCU晶振输出频率的自动修调,无需人工手动修调,节约大量人工修调时间,且可应用于不同MCU产品的量产修调。
优选地,所述用于MCU晶振修调的控制系统包括频率捕获模块。
优选地,所述用于MCU晶振修调的控制系统包括MCU。
如图2所示,为本发明实施例提供的用于MCU晶振修调的控制系统的结构示意图,所述用于MCU晶振修调的控制系统主要由32位MCU组成,该MCU内部带有TIMER(时钟)的CAPATURE,即频率捕获模块,该频率捕获模块用于检测待修调的MCU的频率输出。待修调的MCU内部集成补偿电容以及修调模式下32.768KHz频率输出管脚。待修调的MCU振荡器模块的内部补偿电容的电容值为0~20pF,可通过寄存器配置选择,最小步进0.2pF左右。
待修调的MCU的频率输出可以是专用频率输出口也可以是修调模式复用GPIO(通用IO)口,另外其连接的为32.768KHz的外部晶振。
综上,可对带内部补偿电容的MCU所应用的32.768KHz晶振进行PCB板级的负载电容修调,从而能保证MCU的32.768KHz晶振得到最精确的频率输出。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于MCU晶振修调的控制方法,其特征在于,包括:
向待修调的MCU发送修调控制信号,以启动待修调的MCU进入频率修调模式;
按照预设顺序依次向所述待修调的MCU设置匹配电容;
获取每次匹配电容对应的所述待修调的MCU的输出频率;
选择所述待修调的MCU的输出频率与预设标准频率的差值的最小者对应的匹配电容的电容值作为补偿电容的电容值,得到补偿电容;
将所述补偿电容设置在所述待修调的MCU内部。
2.根据权利要求1所述的用于MCU晶振修调的控制方法,其特征在于,所述用于MCU晶振修调的控制方法还包括在所述获取每次匹配电容对应的所述待修调的MCU的输出频率的步骤后进行的:
记录所述待修调的MCU 的输出频率以及对应的匹配电容的电容值。
3.根据权利要求1所述的用于MCU晶振修调的控制方法,其特征在于,所述选择所述待修调的MCU的输出频率与预设标准频率的差值的最小者对应的匹配电容的电容值作为补偿电容的电容值,得到补偿电容,包括:
计算每个匹配电容对应的所述待修调的MCU的输出频率与所述预设标准频率的差值;
将所有匹配电容所对应的所述差值进行比较;
选择差值最小者对应的匹配电容作为补偿电容的电容值,得到补偿电容。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于MCU晶振修调的控制方法,其特征在于,所述按照预设顺序依次向所述待修调的MCU设置匹配电容,包括:
按照电容值由小到大的顺序依次向所述待修调的MCU设置匹配电容。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于MCU晶振修调的控制方法,其特征在于,所述预设标准频率为32.768KHz。
6.一种用于MCU晶振修调的控制系统,其特征在于,存储器和处理器,所述存储器和处理器通信连接,所述存储器用于存储有计算机指令,所述处理器用于加载并执行所述计算机指令以实现权利要求1至5中任意一项所述的用于MCU晶振修调的控制方法。
7.根据权利要求6所述的用于MCU晶振修调的控制系统,其特征在于,所述用于MCU晶振修调的控制系统包括频率捕获模块。
8.根据权利要求6或7所述的用于MCU晶振修调的控制系统,其特征在于,所述用于MCU晶振修调的控制系统包括MCU。
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