[发明专利]一种单片机内部振荡器频率实时补偿方法

摘要

本发明公开了一种单片机内部振荡器频率实时补偿方法，解决单片机内部振荡器因外界因素改变导致频率漂移的问题，使内部振荡频率精度达到千分之一。本方法通过环境可调设备、可调压直流电源、传感器、A/D转换模块以及频率实时补偿模块来实现。通过调整内部振荡器精度校准寄存器的值补偿振荡器的频率变化，从而提高了单片机内部振荡器的定时精度。本方法可以用于强震动、高冲击、高离心力等恶劣环境，这种环境单片机不能采用外部振荡器。通过采用本方法大大提高了单片机的应用范围，同时可以节约外部振荡器的成本。

主权项

一种单片机内部振荡器频率实时补偿方法，其特征在于本方法的具体步骤为：第一步，构建单片机内部振荡器频率实时补偿系统：单片机内部振荡器频率实时补偿系统，包括：环境可调设备、可调压直流电源、传感器、A/D转换模块以及频率实时补偿模块；A/D转换模块用于将传感器测量的环境参数和电压参数的模拟量转成数字量；频率实时补偿模块用于实时接收A/D转换模块传来的数据，并进行处理，得出单片机内部振荡器频率的补偿量，进而通过改变单片机内部振荡器精度校准寄存器值实现补偿；可调压直流电源分别与单片机的VCC和GND端口连接，传感器与A/D转换模块相连接，A/D转换模块与单片机IO口连接；可调压直流电源、传感器、A/D转换模块和单片机均置于环境可调设备内；频率实时补偿模块置于单片机内部；单片机内部振荡器频率实时补偿系统首先确定需要进行补偿的n个参数，n≥4，且为整数，其中参数1、参数2、……、参数n‑1为环境参数，包括：温度参数、湿度参数和振动参数；参数n为电压参数；第二步，环境可调设备连续改变环境参数：环境可调设备固定参数2、参数3、···、参数n的值，通过连续改变参数1的值，得到参数1与单片机内部振荡器频率一一对应的数据；根据相应的曲线选择与曲线相对应的数值拟合方式拟合出参数1与单片机内部振荡器频率之间的函数关系；在参数1与单片机内部振荡器频率的函数特性基础上分析参数2与单片机内部振荡器频率之间的关系，同样固定参数1、参数3、···、参数n的值，通过连续改变参数2得到参数1、参数2与单片机内部振荡器频率之间的函数关系；以此类推得出参数1、参数2、···、参数n‑1与单片机内部振荡器频率之间的函数关系；第三步，可调压直流电源连续改变输出电压值：可调压直流电源在单片机允许的输入电压范围内连续改变电压值，得到在环境参数不变的情况下，电压参数n与单片机内部振荡器频率之间的函数关系；结合环境参数与单片机内部振荡器频率之间的函数关系，得出所有影响单片机内部振荡器频率的参数，即参数1、参数2、···、参数n与单片机内部振荡器频率之间的函数关系f1；第四步，传感器测量出单片机实际环境下参数1至参数n的值：采用相应的传感器测量出单片机实际环境下参数1至参数n的值，经过A/D转换模块进行模数转换，并将数据传给单片机；第五步，频率实时补偿模块实时对单片机内部振荡器频率进行补偿：频率实时补偿模块采用实时调整单片机内部振荡器精度校准寄存器值的方式对单片机内部振荡器频率进行频率补偿；通过参数1、参数2、···、参数n与单片机内部振荡器频率之间的函数关系f1得出标准周期与实际周期之差A＝1/f0‑1/f1，其中f0为单片机基准频率；计算出单片机单片机内部振荡器精度校准寄存器的改变值N＝A/τ，并取整，τ为单位单片机内部振荡器精度校准寄存器值所对应的周期值；利用频率实时补偿模块给单片机内部振荡器精度校准寄存器赋值，一个补偿周期结束；至此实现单片机内部振荡器频率实时补偿。