如何校准MCU的内部RC振荡器？

在某些低成本和低功耗的单片机中，可能使用内部的RC振荡器作为默认的振荡源。这种设计简单且经济实惠，适用于一些不需要高精度时钟的应用。下面文章中，我们来介绍一下如何校准MCU的内部RC振荡器，包括补偿振荡器中不准确的无源元件值等。

一、MCU中的内部振荡器调整

我们知道，内部采用RC振荡器的单片机会有精度不高的缺点。所以，在这类MCU中，内部振荡器一般都配备了微调其频率的机制。这通常是通过替换微型电容，以此调整振荡器RC电路中的电容大小来完成的。

电容替换包含一系列开关和电容器，可产生一定精度范围内的任何电容大小。例如，考虑以下电容器结构，它可以并联组合以产生0nF到255nF的任何整数电容。

如上图所示，这些每个开关控制一个电容器。例如，仅闭合右侧的三个开关会产生7nF。从程序员的角度来看，内部振荡器的频率调整归结为修改内存映射寄存器的值，即修改该寄存器中的位就是在控制电容，这等于是在操作开关。

以某个具有8位寄存器的单片机为例，该寄存器称为ICSTRM（内部时钟源调整）。这是一个8位寄存器，二进制复位值为10000000。这8位控制一个电容替代模块，进而影响振荡器的周期。该寄存器的值越高，电容和周期就越高。当然，这对频率有相反的影响。

二、如何通过程序校准

校准程序的具体步骤可能会根据具体应用和硬件平台而有所不同，以下是一个简单的校准程序示例，用于校准一个1kHz方波信号的生成：

1.设置初始配置：将单片机配置为产生方波信号，并确保 Trim 寄存器的初始值为默认值。
2.生成 1kHz 方波信号：使用单片机的定时器或其他相关模块，编写一个程序来生成 1kHz 的方波信号。
3.测量方波信号的周期：使用示波器或其他合适的测量设备，测量生成的方波信号的周期。记录测量到的周期值。
4.调整 Trim 寄存器：根据测量到的周期值，计算需要调整 Trim 寄存器的值。调整的方式可以是逐步增加或减小 Trim 寄存器的值，并观察方波信号的周期变化。
5.重新编译和运行：将调整后的Trim寄存器的值更新到代码中，重新编译程序，并将程序下载到单片机中运行。
6.迭代调整：重复步骤3-5，直到测量到的方波信号周期达到所需的1kHz。

实际的校准过程可能会更复杂，这涉及更多的参数和校准步骤。具体的校准程序应根据您的应用、硬件平台和需求进行设计和开发。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的如何校准MCU的内部RC振荡器。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、32位单片机。