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主题:对STM8S内部振荡HSI的观察与比较

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对STM8S内部振荡HSI的观察与比较  发贴心情 Post By:2009-11-29 12:59:02

1、STM8S103 HSI的参数:0.5%的校准分辨率,极小的电压漂移,+-0.8%的典型温度漂移(未有列出最大值)。官方的说法是校准后的精度+-1%以内。
2、校准的方法及达到的精度:
   a,依赖ST校准,ST承诺最大误差为-4.5%~+3%,典型误差为-3.3%~+2.1%。
   b,依赖外部基准时钟校准,校准后最大误差为+-0.3%再加上外部基准时钟的精度。由于校准后精度必定差于外部基准时钟,个人认为不如直接采用外部基准时钟作为系统时钟基准(譬如50Hz)。
   c,依赖烧录器初始校准,校准后最大误差-1.9%~+1.9%,典型值为-1.0%~+1.0%。由于烧录器的时钟基准一般为数十ppm可忽略不计。
   d,结合以上三者,即采用烧录器初始校准作为初始值,再利用外部基准时钟校准。
3、烧录器初始校准的说明:用户代码中保留一个FLASH或EEPROM位置,烧录器在烧录代码时,测量出该芯片的最佳校准值,写入该位置。用户代码在复位后把该值取出,写入CK_HSITRIMR即可。
4、在-40~0度的低温区,HSI的温度漂移比较大。0~+125度的温度范围内,漂移小很多。
5、由于ST的DATASHEET中对于HSI电压、温度的漂移,只有典型值的图。所以只能说依赖烧录器初始校准能达到-1.0%~+1.0%的典型精度。希望ST能给出电压、温度漂移的最大值,以便用户更好的评估、使用HSI。
6、STM8S207/208的校准分辨率为1%,但是207/208使用HSI作为时钟的可能性较小,我认为意义不大。就如同STM32的HSI,也可以校准,但意义不大(大都会用8M晶振)。
7、拿FreeScale的HCS08的ICS来做个比较,0.2%的校准分辨率,整个电压、温度范围的漂移+-2%。与STM8S比较,基本上是同一水平。
8、拿MSP430F2230的DCO来做个比较,每步12%的校准分辨率,整个电压、温度范围的漂移+-5%。呵呵,TI这方面不太理想。

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  发贴心情 Post By:2009-11-29 12:59:30

不经由外部时钟基准实时校准的话,而采用烧录器校准或测试模式预先校准的方式,STM8S的小容量HSI精度为-2.3%~+2.0%。比根据图中的典型值得到的-1.1%~+0.8%要大一倍。
这个精度基本满足低速串口通讯要求和红外遥控要求。

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  发贴心情 Post By:2009-11-29 13:00:27

从User manual的图表来看,HSI的频率主要受温度和个体离散性影响。
由于内部采用了LDO给核心供电,HSI和LSI受VDD的影响都很小。
而温度的影响,从25度到125度,影响在0.5%左右。
从-40度到125度,影响在1.5%以下。

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  发贴心情 Post By:2009-11-29 13:00:38

经过2天的研究,又来给香版提问了:
  1、STM8S的HSI频率,除了个体离散性、电源电压Vdd和芯片温度Tj外,还有其他因素吗?我能想到如老化时效影响、芯片封装影响、安装到PCBA及设备内后周边材料器件的影响。
  2、我目前手头的几个芯片,在3.4V/室温(33度左右)下进行测试,有的偏了0.8%左右,通过我现在的校准算法,103/105能校准到+-0.3%以下(因为校准分辨率为0.5%)。加上估计的温度影响(-40~125度,估计+-0.7%)(电压影响可以忽略),在全电压、温度范围内可以达到+-1.1%。可以满足串口通讯、红外遥控等的要求。
  ST的UserManual承诺的全电压、温度范围的精度为-4.3%~+3%,已经不能满足串口通讯的要求。ST有篇Appnote是用外部时基(50Hz)来进行校准的。哪有没有不需要外部时基,而是利用类似FreeScale、MSP430的做法来提高HSI应用精度的说明。
  3、香版对STM8S芯片内部HSI Factory Calibrated的离散性有没有印象。
  如果除了电源电压和芯片温度没有其他因素影响HSI,而温度的影响又是如UserManual中所示,+-0.7%的范围,则可以通过烧录器进行校准,把HSI的独立精度提高到+-1%的水平。
  实测结果,我的几片测试片(有103/105/207/208/903),在校准以后,输出50Hz的信号,均在49.8~50.2范围内(泰克示波器测量结果),比校准前有明显提高。
注:FSL和MSP430内部的FLASH预存储有校准值,软件可以读出后写入寄存器,即提高HSI精度。

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