专利名称：参数校正系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种使内部参考电压、DCO和外部的OSC在使用上更精确的参数校正方 法及校正系统。
技术背景目前MSP430 A/D内部参考电压(简称Vref )、 DC0和外部0SC的使用，在很大程度上 都会出现偏差，没有一个能够精确校正其参数的系统，直接影响MSP430的开发与应用。 发明内容设计目的:避免背景技术中的不足之处，设计一种用于MSP430 ,校准的参数校正系统。 设计方案由于MSP430的12bit A/D内部参考电压(简称Vref )、 DCO和外部OSC的使 用，在很大程度上都会出现偏差，主要体现在以下几个方面内部参考电压(简称Vref):以MSP430F449为例，内部的Vref在理论上应该是2. 5V或 1.5V，但实际上是每片内部都存在差异，其范围是2.4V-2.6V或1.44V-1.56V，为了减少使用 中的误差，所以要对内部Vref进行校准。内部DCO (简称DCO): MSP430内部DCO的频率会随环境温度和电压的变化而有所浮动， 为了能使得内部的DCO频率更精确，所以也要对内部DCO进行校准。外部晶体(简称OSC):对目前使用的外部晶体，尽管标称是5PPM、 IOPPM，但实际上本 身误差就都比较大，再加外部环境的影响，尤^S使用外部晶体作为万年历的时钟源，那误 差就相当大，为了得到精确的时钟源，就要求对外部OSC进行校准。为了实现上述设计目的。本实用新型在使用目标MCU前根据需要先将Vref、 DCO或OSC 校准程序下载到目标MCU中，然后执行校准程序，并将校准后实际的Vref、 DCO和OSC写到 固定的Information A中，这样可以方便用户使用，提高测量误差和提高时钟精度。技术方案参数校正系统，它包括MSP430芯片，其特征是由MSP430-电压参数校准控 制板、MSP430-DCO参数校准控制板、MSP43(M)SC参数校准控制板构成，(1)MSP430-电压 参数校准控制板中的MSP430F2121电压校准主控制器与REF3212标准电压发生器的信号端 连接；(2MSP430-DCO参数校准控制板中的标准频率发生器的信号端与DCO校准主控制器 的信号端连接；(3)MSP430-OSC参数校准控制板中的标准频率发生器的信号端与MSP430的信号端连接。本实用新型与背景技术相比，不仅内部Vref校准精确，而且内部DCO校准精确，同时外 部OSC校准精确。
图1是参数校正系统的结构示意图。图2是接口电路的结构示意图。图3是MSP430内部参考电压校准的结构示意图。图4是MSP430内部DCO校准的结构示意图。图5是MSP430外部OSC校准的结构示意图。图6是参数校正系统的电路原理示意图。图7是Frg信号示意图。
具体实施方式
实施例l:参照附图1 7。参数校正系统，它包括MSP430芯片由MSP430-电压参数校 准控制板、MSP430-DCO参数校准控制板、MSP430-OSC参数校准控制板构成，(DMSP430-电压参数校准控制板中的MSP430F2121电压校准主控制器与REF3212标准电压发生器的信 号端连接；(2MSP430-DCO参数校准控制板中的标准频率发生器的信号端与DCO校准主控 制器的信号端连接；(3)MSP430-OSC参数校准控制板中的标准频率发生器的信号端与MSP 430的信号端连接。MSP430内部参考电压校准(以F449内部ADC12为例)。MSP430内部的ADC12的参考电压有1. 5V和2. 5V，但因内部偏差的原因，1. 5V的参考电 压的范围在1. 4V-1. 6V，而2. 5V的参考电压的范围在2. 44V-2. 56V，这样，在做AD采样前 应该先对内部参考电压进行校准，这里我们釆用的方法是在AD的AO通道输入1. 25V的标 准电压信号，然后利用内部的1. 5V或2. 5V参考电压去采样标准的1. 25V输入电压，然后通 过AD釆样值1.5Jalue、 2. 5—Value,计算出当前MSP430内部ADC12的参考电压实际值，具 体计算公式如下J^e/ 1.5 = 4095*~^~ 禾卩^e/ 2.5 = 4095*~^~ 公式1 _ 1， Ja/we 一 2.5F_F / e公式说明Vref是外部模式输入稳定的1.5V; Vref—]. 5是校准以后的内部参考电压； Vref一2. 5是校准以后的内部参考电压;1. 5V—Value是模式输入电压为1. 5V，内部参考为1. 5V 时的釆样值；2. 5V—Value是模式输入电压为1. 5V，内部参考为2. 5V时的采样值；通过上面 公式计算出实际的内部参考电；Vref—1. 5和Vref—2. 5，并将结果写入内部Information A 的1000H。以便客户使用时提髙转换精度。MSP430内部DCO校准(以MSP43OF2013为例)MSP430内部的DCO是一个数字振荡器，其DCO的频率会随温度和电压的波动而变化， 所以在有些通讯或定时要求时间精度比较高的场合，校准DCO是完全有必要的。下面以MSP430F20i3单片机为例，讨论DCO的校准方法，通过下图可以看出DCO的校准 原理是，标准10朋z晶体通过主控制器MSP430F2121分频以后输出Frg-lKHz的时钟信号，然 后将lKHz的时钟信号输入到MSP430F2013单片机定时器TA捕获外部信号输入端，通过软件 选择Frg-lKHz为定时器TA捕获的外部信号，选择待校准的DCO为基本定时器的时钟源，这 样可以通过TA来捕获Frg信号，然后通过公式计算得出DCO的实际值，具体分析见附图7。首先是测量的基本原理现在用内部的DCO时钟DCOCLOCK来捕获Frg信号，捕获模式选 择上升沿捕获，当定时器TA检测到Frg信号的第一个t升沿吋，记录此时定时器的计数值为 TAR1 ，紧接着当定时器TA检测到Frg的第二个上升沿时,再记录此时定时器的计数值为TAR2， Frg信号的两个上升沿之间的时间差即为Frg的 一个周期l/Frg=lmS，所以TAc二TAR2—TRA 1 也就是TA在lms内计数的个数，也就是捕获Frg的一个周期所需要的DC0CL0CK的个数，即 DC0CL0CK/Frg=TAc，这样TA的时钟源DCO的频率DC0CL0CK=TAc*Frg;基于以上基本原理，假如釆用DCOCLOCK=lMHz作为TA的时钟源，捕获的信号仍然为 Frg=lKHz，， TA来捕获Frg信号的1000个周期，这样TA计数的个数应该是1000000个，也 就是DCOCLOCK，依次类推，只要我们捕获的信号为Frg，为了提高测量的精度，捕获Frg信 号的N个周期(理论上N越大越好)，最后得到计数器的计数值Ta一Couter，然后计算实际 DCOCLOCK值，并写入Information A中。 计算公式如下<formula>formula see original document page 5</formula> 公式2公式说明DCOCLOCK是DCOCLOCK的测量值N是用TA捕获Frg周期的个数Frg是外部输入的捕获的信号为频率为IKTa_CoUter是TA捕获N个Frg周期的总计数个数； MSP430外部OSC (32. 768KHz)校准(F449为例)MSP430F449 MCU外接晶体有XT1和XT2两种接口，通常情况下，32. 768KIIz晶体作为低频 时钟源接在XT1上，精度一般分5PPM、 10PPM和20PPM等，在要求精度更高的场合可以选择1PPM 的晶体，但实际上外部晶体的频率差异很大，这就要求我们想办法来测量晶体的实际频率，以 达到校准的目的。校准外部DCO (32.768K)的原理是，而10MHz的标准时钟通过TACLK引脚连接，并设置为TA的时钟源，用户板上32. 768K通过XIN连接到MSP430F449作为LFXT1和ACLK;然后通 过TACCR2来捕获ACLK，利用公式计算得出ACLK的实际值，具体过程如下当定时器TA检测到REAL_ACLK信号的第一个上升沿时，记录此时定时器的计数值为 TAR1,当定时器TA检测到ACLK第二个上升沿时，再记录此时定时器的计数值为TAR2， Ta—Counter=TAR2^TRAl表示TA在一个REAL—ACLK周期内计数lOMhz的个数，从而得出 ■_ACLK=10M/Ta—Counter 。其误差值(REAL_ACLK-32.768KHz) /32. 768KHZ =1/1000000，按这个公式推算出1PPM 的32. 768K晶体，其值是32768. 032768，也就是说1PPM=0. 032768，为了减小误差，提高精 度，我们捕获N个REAL一ACKL的周期(理论上N越大越好)，然后计算实际REAL—ACLK值。计算公式如下-腦yOX:A^——^—— 公式3Tla 一 Ccw"/e/"公式说明REAL—ACLK是ACLK的测量值，N是用TA捕获ACLK的周期个数，Fin是TA的时钟源10M， Ta一Couter是TA捕获N个ACLK周期总的计数个数。术语说明2. 5V—VAULE:内部的2. 5V参考电压去采样标准的1. 25V输入电压的采样值。1. 5V_VAULE:内部的1. 5V参考电压去采样标准的1. 25V输入电压的釆样值。Vref—2. 5V:为2. 5V所对应的实际的参考电压值。Vref一l. 5V:为1. 5V所对应的实际的参考电压值。Vref:标准的1.25V输入电压。DCO: MSP430内部数字振荡器。OSC: MSP430外部晶体振荡器。需要理解到的是上述实施例虽然对本实用新型作了比较详细的说明，但是这些说明， 只是对本实用新型的简单说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超
权利要求1. 一种参数校正系统，它包括MSP430芯片，其特征是由MSP430-参考电压参数校准、MSP430-DCO参数校准、MSP430-OSC参数校准等三个部分构成，(1)MSP430-参考电压参数校准中的MSP430F2121电压校准主控制器与REF3212标准电压发生器的信号端连接；(2)MSP430-DCO参数校准中的标准频率发生器的信号端与DCO校准主控制器的信号端连接(3)MSP430-OSC参数校准中的标准频率发生器的信号端与MSP430的信号端连接。
专利摘要本实用新型涉及一种使内部参考电压、DCO和外部的OSC在使用上更精确的参数校正系统，参数校正系统由MSP430-参考电压参数校准、MSP430-DCO参数校准、MSP430-OSC参数校准等三个部分构成，MSP430-参考电压参数校准中的MSP430F2121电压校准主控制器与REF3212标准电压发生器的信号端连接；MSP430-DCO参数校准中的标准频率发生器的信号端与DCO校准主控制器的信号端连接MSP430-OSC参数校准中的标准频率发生器的信号端与MSP430的信号端连接。
文档编号H03M1/10GK201091067SQ200720110188
公开日2008年7月23日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者周震宇, 瑶 孙, 冲 张, 源 梁, 灵 贾, 陈秋煌 申请人:杭州利尔达科技有限公司