MXT5611：高精度可配置定時(shí)電路(下)

　　本電路的時(shí)基校準方法是通過(guò)外部端口輸入標準512ms時(shí)間長(cháng)度，以振蕩器輸出頻率對512ms時(shí)間進(jìn)行采樣計數，得出一個(gè)計數值。然后把該計數值除以512，得到商值和余數。商值做為1ms時(shí)鐘的基本長(cháng)度，然后通過(guò)判斷再次基本長(cháng)度上增加或者不增加1個(gè)計數脈沖來(lái)得到最終的1ms時(shí)鐘信號，這樣每一個(gè)1ms輸出時(shí)鐘最大誤差為1T(硅振蕩器輸出時(shí)鐘周期)，而512ms時(shí)間最大誤差也為1T。上述判斷過(guò)程以512位周期，即每一個(gè)512ms對商和余數做同樣的處理。

　　那么，在不考慮溫度等條件的情況下，以該方案得到的時(shí)鐘進(jìn)行Nms(N=512X+Y，X=0，1，2，3，……;0≤Y≤511)時(shí)間長(cháng)度定時(shí)，最大誤差為(X+Y/4)·T。我們通過(guò)分析，可以得出以下幾句數據：

　　438s時(shí)間長(cháng)度定時(shí)誤差為103T(T為內建振蕩器輸出時(shí)鐘周期，當設計值為1us時(shí)，此時(shí)的定時(shí)精度約為2ppm)。

　　82m時(shí)間長(cháng)度定時(shí)誤差為104T(T為內建振蕩器輸出時(shí)鐘周期，當設計值為1us時(shí)，此時(shí)的定時(shí)精度約為2ppm)。

　　142h時(shí)間長(cháng)度定時(shí)誤差為106T(T為內建振蕩器輸出時(shí)鐘周期，當設計值為1us時(shí)，此時(shí)的定時(shí)精度約為2ppm)。

　　在不考慮硅振蕩器的溫度特性條件下，利用本方法產(chǎn)生時(shí)鐘進(jìn)行的定時(shí)精度為2ppm，可以等同于壓控制式晶體振蕩器頻率精度的10-6～10-5量級。

　　本電路給出的定時(shí)校正方法主要是用以解決定時(shí)過(guò)程中因外部環(huán)境所引起的定時(shí)偏差，或者解決因控制需要而改變定時(shí)時(shí)間長(cháng)度的問(wèn)題。電路在定時(shí)過(guò)程中，接受外部信號，對定時(shí)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)校正。

　　圖4為定時(shí)器的結構示意圖，以減計數器為核心，同時(shí)接受定時(shí)數據和修正數據。定時(shí)數據做為減計數器的定時(shí)起點(diǎn)，而修正數據主要是用來(lái)對進(jìn)入定時(shí)器的定時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行調整。定時(shí)器的修正功能模塊可以保證，在任何一時(shí)刻，處理一幀數據，緩存一幀數據，讓進(jìn)入修正模塊處理的數據完成后，緩存器中的數據立刻進(jìn)入修正模塊，而修正總線(xiàn)上的數據進(jìn)入緩存器。

　　修正方法是根據外部修正數據的符號位進(jìn)行增減判斷，如果是增長(cháng)定時(shí)過(guò)程N個(gè)時(shí)鐘周期，則，在對定時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行N個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿磨平處理;如果是縮短N個(gè)時(shí)鐘周期，則在N個(gè)時(shí)鐘周期內，定時(shí)器進(jìn)入雙沿觸發(fā)定時(shí)過(guò)程。

　　圖5為定時(shí)修正波形圖，從ADJUST端口輸入具體修正時(shí)間，圖中第一幀為定時(shí)增長(cháng)7個(gè)時(shí)鐘周期，第二幀為定時(shí)縮短7個(gè)時(shí)鐘周期。CLKIN為定時(shí)時(shí)鐘，CLKOUT為修正后時(shí)鐘。T0counter[15:0]為定時(shí)器的數據。

　　功耗考慮

　　根據電路的工作狀態(tài)，可以把電路分為配置工作狀態(tài)和定時(shí)狀態(tài)。任意工作狀態(tài)下，并非所有的模塊都處于工作狀態(tài)下。在設計模塊間接口信號時(shí)，同時(shí)設計模塊電源控制信號。在進(jìn)行配置工作狀態(tài)下，通信模塊和儲存單元處于工作狀態(tài)，而整個(gè)定時(shí)處理工作模塊處于等待狀態(tài)。在這段時(shí)間，定時(shí)處理工作模塊一直處于清零狀態(tài)，而且對定時(shí)器時(shí)鐘信號進(jìn)行鎖定不工作。當處于定時(shí)狀態(tài)下，大部分的通信模塊及存儲單元不會(huì )發(fā)生數據變化，此時(shí)可以關(guān)斷EEPROM的參考電流源來(lái)降低電路功耗。

　　結論

　　通過(guò)本文的配置方案和精度方案，可以保證電路定時(shí)精度在2ppm左右。采用菊花鏈式配置定時(shí)器結構，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的配置得到多種定時(shí)應用，滿(mǎn)足多種控制要求。