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计算PIC24F RTCC 的晶振校准常数

为了化计时误差， Microchip 引入了的思路：根据装入到校准寄存器RCFGCAL 中的误差值，自动修正RTCC 计数器值。 寄存器的值用来每分钟自动调整晶振误差，不会产生软件开销。为了确定正确的校准值，应找到每分钟的误差时钟脉冲数，并把这个值存放在RCFGCAL 寄存器的低半部分中。 值以8 位有符号数格式存放。外设把这个值乘以四，然后每分钟把它从RTCC 定时器中加上或者减去。使用公式1，根据晶振误差（ppm）率，计算正确的校准值。在公式1中，误差时钟/ 分是一个有符号值，从而根据其正负号来对RCFGCAL 值进行加减。

确定晶振误差校准值的方法

要校准实时时钟计数器，步是确定与振荡器关联的误差。确定误差的方法很多，本文档重点讨论两类误差估计和校准方法。
方法1 – 基于查找表的途径前面讨论过，温度和负载电容是导致振荡器误差的重要来源。可以假定负载电容导致的误差是恒定的，而温度导致的误差是可变的。基于这个假设，我们可以生成温度— 晶振误差查找表。然后，可在固定时间间隔更新RCFGCAL 值，或者在温度发生变化时进行更新。

方法2 – 基于参考系统时钟的途径

方法1 使用附录A：“ 查找表” 中给出的事先计算好的表。此表没有考虑诸如老化、器件与器件之间的差异性或者环境变化这样的因素。在嵌入式系统中大部分高频晶振是AT-Cut（条形切割）晶振，与 X-Cut 晶振相比较， AT-Cut 晶振的更高（0.1 ppm 至4 ppm）且温度漂移更小。通过比较RTCC值与基于这些高频晶振的定时器值，可以化效应/误差，公式4 说明了两种时钟源在一秒钟之内的误差。

根据上述计算，显然，通过比较低频晶振与高频稳定的系统振荡器，使用软件例程可改善频率较低晶振的。使用这种方法校准晶振的所需步骤如下：

1. 选择系统频率，系统频率应是RTCC 定时器频率的整数倍。这将简化计算，减少由于定时器异步操作导致的误差。

2. 配置可用的定时器，使用系统时钟作为时钟源，选择约2 秒钟溢出对应的预分频值。

3. 初始化RTCC。

4. 使能每秒钟的RTCC 中断。

5. 在个中断中，清零定时器计数。

6. 在后续中断中，清除RTCC 中断并读取定时器值。

7. 使用下面的公式，计算晶振频率误差：误差计数 = 32768 – 一秒内累积的定时器计数

8. 使用下面的公式，把频率误差转换为校准值：校准值 = 误差计数/4

9. 计算1 分钟的平均校准值。 把计算得到的平均值载入RCFGCAL 寄存器，每分钟载入。

10. 需要的话，重复5至10, 补偿系统温度变化，通常在1 至5 分钟之间。

通过这种方法，我们可以克服方法1 的所有局限；不过，这需要高度稳定且的系统时钟和定时器。

使用这个配置，每秒钟定时器应该有32,768 次计数。如果晶振的误差是0 ppm，计数的任何变化都将导致计数误差。

计数误差 = 32768 – 定时器计数值RFGCAL 值 = 计数误差/4

结论

如果没有运行时误差校准，使用廉价的时钟晶振来设计实时时钟及日历将充满挑战。现在，针对这一问题，Sitime提供了简便且环保的解决方案，使用Microchip全硅可编程晶振，您将能够实现误差小于±2.59 秒/ 月的实时时钟。深圳扬兴科技有限公司作为Sitime代理商，公司备有大量现货，无论是在货期和价格方面都有优势。