【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及振荡器校准，具体涉及一种用于mcu的振荡器自校准电路和方法。
技术介绍
1、振荡器，一种时钟信号产生装置，广泛应用于计算机、通信系统和电子设备中的基础电路；其中mcu中就内置有高频或者低频振荡器。
2、对于振荡器，由于制造工艺存在的误差，会导致设计出的振荡器的精度较低，而且同一晶圆的不同位置的振荡器会产生不同的频率，因此在使用振荡器前需要对振荡器进行校准，从而使振荡器的输出的时钟信号的频率符合要求。
3、目前，现有振荡器在校准时需要外部控制器参与，不能实现自校准，而且现有校准电路采用差分比较结构，增加了电路功耗和面积；另外现有的校准电路在校准频率时只能利用高频的基准时钟信号修调低频的振荡器或者利用低频的基准时钟信号修调高频的振荡器，修调方向单一，且需要多次修调才能完成振荡器的校准，校准时间长。
技术实现思路
1、鉴于
技术介绍
的不足，本专利技术是提供了一种用于mcu的振荡器自校准电路和方法，所要解决的计数问题是目前的振荡器在校准时需要控制器参与，修调方向单一，且需要多次修调来实现校准。
2、为解决以上技术问题，第一方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于mcu的振荡器自校准电路，包括基准计数单元、校准计数单元、数值比较单元、数值处理单元、差值量化单元和锁存器单元；所述锁存器单元包括修调方向输入位和修调数据输入位；
3、所述基准计数单元用于对输入的基准时钟信号进行计时，所述校准计数单元用于对振荡器输出的振荡时钟信号进行计
4、所述基准计数单元的计数输出端和校准计数单元的计数输出端均与所述数值比较单元电连接，分别向所述数值比较单元输入基准计数值和校准计数值；
5、所述数值比较单元对基准计数值和校准计数值进行比较，并基于比较结果设置所述修调方向输入位的数值，所述修调方向输入位的数值用于设置振荡器的频率修调方向；
6、所述数值处理单元与所述数值比较单元电连接，用于计算所述基准计数值和校准计数值的差；
7、所述差值量化单元与所述数值处理单元电连接，基于预设的最小修调值和所述基准计数值和校准计数值的差来设置所述修调数据输入位的数值，所述修调数据输入位的数值用于设置振荡器的频率修调值；
8、所述锁存器单元基于所述修调方向输入位的数值和所述修调数据输入位的数值向所述振荡器输入修调控制信号来调整振荡器输出的振荡时钟信号大小。
9、在第一方面的某种实施方式中，本专利技术还包括晶体振荡器，所述晶体振荡器与所述基准计数单元电连接，向所述基准计数单元提供基准时钟信号。
10、在第一方面的某种实施方式中，所述基准时钟信号的频率与所述振荡时钟信号的频率的比值为1:2n，或者所述基准时钟信号的频率与所述振荡时钟信号的频率的比值为2n：1，n为整数且大于等于0。
11、在第一方面的某种实施方式中，本专利技术还包括数值放大单元，在n大于0时，所述数值放大单元对基准计数单元的计数值和校准计数单元的计数值中的较小的计数值按照2n倍数进行放大，得到放大计数值，将另一计数值记为第一正常计数值；
12、所述基准计数单元与所述校准计数单元在所述放大计数值和第一正常计数值中的任一计数值达到预设计数值时均停止计数；
13、所述数值放大单元与数值比较单元电连接，向所述数值比较单元输入放大计数值和第一正常计数值，所述数值比较单元对所述放大计数值和第一正常计数值进行比较，并基于比较结果设置所述修调方向输入位的数值。
14、在第一方面的某种实施方式中，所述数值处理单元包括加法器；
15、所述数值比较单元将放大计数值和第一正常计数值中的较小计数值进行取反，得到取反计数值，将另一计数值记为第二正常计数值，并将取反计数值和第二正常计数值发送给所述加法器，所述加法器将第二正常计数值减去取反计数值得到所述第二正常计数值与取反计数值的差；
16、所述差值量化单元基于预设的最小修调值和所述第二正常计数值与取反计数值的差来设置所述修调数据输入位的数值。
17、在第一方面的某种实施方式中，所述基准计数单元和校准计数单元的计数位数相同，所述锁存器单元的修调数据位数小于等于所述计数位数。
18、在第一方面的某种实施方式中，所述锁存器单元的最高修调数据位为所述修调方向输入位，所述锁存器单元的其余修调数据位为所述修调数据输入位。
19、在第一方面的某种实施方式中，所述最小修调值的设置公式如下：将预设计数值乘以振荡器可接受的误差率得到最小修调值，同时所述最小修调值为2m，m大于等于0，且为整数。
20、在第一方面的某种实施方式中，所述差值量化单元将所述基准计数值和校准计数值的差转换为二进制数据，并将所述修调数据输入位沿着位数增加方向与所述二进制数据的第m-1位后面的数据位一一对应。
21、第二方面，本专利技术提供了一种用于mcu的振荡器自校准方法，通过上述的一种用于mcu的振荡器自校准电路实现，包括以下步骤：
22、s1：将晶体振荡器接入到基准计数单元，向基准计数单元提供基准时钟信号，将振荡器接入到校准计数单元，向校准计数单元提供振荡时钟信号；
23、s2：通过基准计数单元对基准时钟信号进行计数和通过校准计数单元对振荡时钟信号进行计数，基准计数单元和校准计数单元在任一计数值达到预设计数值时均停止计数，并分别向数值比较单元输入基准计数值和校准计数值；
24、s3：通过数值比较单元对基准计数值和校准计数值进行比较，数值比较单元基于基准计数值和校准计数值的比较结果设置修调方向输入位的数值；
25、s4：数值处理单元计算基准计数值和校准计数值的差；
26、s5：差值量化单元基于预设的最小修调值、基准计数值和校准计数值的差来设置所述修调数据输入位的数值；
27、其中所述最小修调值的设置公式如下：将预设计数值乘以振荡器可接受的误差率得到最小修调值，同时所述最小修调值为2m，m大于等于0，且为整数；
28、其中设置所述修调数据输入位的数值的方式如下：将所述基准计数值和校准计数值的差转换为二进制数据，并将所述修调数据输入位沿着位数增加方向与所述二进制数据的第m-1位后面的数据位一一对应；
29、s6：锁存器单元基于所述修调方向输入位的数值和所述修调数据输入位的数值向所述振荡器输入修调控制信号来调整振荡器输出的振荡时钟信号大小。
30、本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果是：首先通过基准计数单元和校准计数单元对基准时钟信号和振荡时钟信号进行计时并通过数字比较单元进行处理可以得到修调方向，通过数值处理单元和差值量化单元可以得到频率修调值，从而实现自校准，不需要mcu参与；
31、其次本专利技术大多用到的是mcu的内部模块资源进行校准，只需增加少量数字门，版图面积小，而且差值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于MCU的振荡器自校准电路，其特征在于，包括基准计数单元、校准计数单元、数值比较单元、数值处理单元、差值量化单元和锁存器单元；所述锁存器单元包括修调方向输入位和修调数据输入位；
2.根据权利要求1所述的一种用于MCU的振荡器自校准电路，其特征在于，还包括晶体振荡器，所述晶体振荡器与所述基准计数单元电连接，向所述基准计数单元提供基准时钟信号。
3.根据权利要求1所述的一种用于MCU的振荡器自校准电路，其特征在于，所述基准时钟信号的频率与所述振荡时钟信号的频率的比值为1:2n，或者所述基准时钟信号的频率与所述振荡时钟信号的频率的比值为2n：1，n为整数且大于等于0。
4.根据权利要求3所述的一种用于MCU的振荡器自校准电路，其特征在于，还包括数值放大单元，在n大于0时，所述数值放大单元对基准计数单元的计数值和校准计数单元的计数值中的较小的计数值按照2n倍数进行放大，得到放大计数值，将另一计数值记为第一正常计数值；
5.根据权利要求4所述的一种用于MCU的振荡器自校准电路，其特征在于，所述数值处理单元包括加法器；
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7.根据权利要求6所述的一种用于MCU的振荡器自校准电路，其特征在于，所述锁存器单元的最高修调数据位为所述修调方向输入位，所述锁存器单元的其余修调数据位为所述修调数据输入位。
8.根据权利要求7所述的一种用于MCU的振荡器自校准电路，其特征在于，所述最小修调值的设置公式如下：将预设计数值乘以振荡器可接受的误差率得到最小修调值，同时所述最小修调值为2m，m大于等于0，且为整数。
9.根据权利要求8所述的一种用于MCU的振荡器自校准电路，其特征在于，所述差值量化单元将所述基准计数值和校准计数值的差转换为二进制数据，并将所述修调数据输入位沿着位数增加方向与所述二进制数据的第m-1位后面的数据位一一对应。
10.一种用于MCU的振荡器自校准方法，通过权利要求1-9任一项所述的一种用于MCU的振荡器自校准电路实现，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于mcu的振荡器自校准电路，其特征在于，包括基准计数单元、校准计数单元、数值比较单元、数值处理单元、差值量化单元和锁存器单元；所述锁存器单元包括修调方向输入位和修调数据输入位；
2.根据权利要求1所述的一种用于mcu的振荡器自校准电路，其特征在于，还包括晶体振荡器，所述晶体振荡器与所述基准计数单元电连接，向所述基准计数单元提供基准时钟信号。
3.根据权利要求1所述的一种用于mcu的振荡器自校准电路，其特征在于，所述基准时钟信号的频率与所述振荡时钟信号的频率的比值为1:2n，或者所述基准时钟信号的频率与所述振荡时钟信号的频率的比值为2n：1，n为整数且大于等于0。
4.根据权利要求3所述的一种用于mcu的振荡器自校准电路，其特征在于，还包括数值放大单元，在n大于0时，所述数值放大单元对基准计数单元的计数值和校准计数单元的计数值中的较小的计数值按照2n倍数进行放大，得到放大计数值，将另一计数值记为第一正常计数值；
5.根据权利要求4所述的一种用于mcu的振荡器自校准电路，其特征在于，所述数值处理单元包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，
申请(专利权)人：无锡矽杰微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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