时钟是MCU的运行基调,也是MCU的一个重要指标。MCU一般有四种时钟:高速外部时钟(HSE)、高速内部时钟(HSI)、低速外部时钟(LSE)、低速内部时钟(LSI)。这里,高速外部时钟HSE由高速外部晶体振荡器/陶瓷谐振器产生,是MCU系统工作的主旋律。为了最大限度减小输出失真和减小启动的稳定时间,应根据MCU的振荡器要求选择外部晶振的负载电容值,这个负载电容值通常由晶振厂家提供的data sheet给出。
为了获得更精准的时钟信号,一些新型MCU已经开始内置可调电容,用与负载电容一道调整HSE晶体振荡器的频率,实现对外部时钟HSE的微调。例如,意法半导体的STM32WB低功耗无线MCU使用了32MHz外部晶振,要求频率容差小于20ppm。为此,STM32WB器件在内部集成了可调电容,用于进一步微调晶体振荡器的频率,以补偿PCB的寄生电容。
这个内部可调电容具有非常重要的意义,因为射频的正确运行离不开精确的时钟。时钟频率偏差直接影响射频频率,从而导致射频性能下降、违反规定要求,或在最坏的情况下导致系统无法正常工作。
使用X-CUBE-CLKTRIM扩展软件对STM32WB HSE微调
使用内部电容对HSE微调,可让HSE晶体振荡器正确居中,使系统以更精确的时钟运行,这对RF应用非常重要。
至于对HSE晶体振荡器进行微调的详细步骤,意法半导体X-CUBE-CLKTRIM扩展软件演示了具体的微调过程,具体可参考该公司的应用笔记an5378。
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