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AN2604 AAN 应用笔记 应应用用笔笔记记 STM32F101xx and STM32F103xx RTC 校准 SSTTMM3322FF110011xxxx aanndd SSTTMM3322FF110033xxxx RRTTCC 校校准准 总体介绍 总总体体介介绍绍 实时时钟在很多嵌入式应用中是必不可少的，但是由于外部环境温度的改变，驱动RTC的晶体频率会发生变化， 因此RTC就没有预想的那么准确了！ STM32F101xx and STM32F103xx附带有数字时钟校准电路，因此可以适应与变化的环境，它主要是来补偿晶体由于 环境的变化，这篇应用笔记主要讨论了RTC校准的基本原理以及解释了如何利用RTC校准来提高计时精度。 1 RTC校准基本原理 11 RRTTCC校校准准基基本本原原理理 1.1 晶体的准确性 在很多计时领域，通常都是用“石英精确度”这么一个术语来描述的，石英晶体振荡器提供了一个远远优于其他类 型振荡器的精确度，但是它并不是完美的，石英晶体振荡器对温度十分敏感， Figure 1 展示了一个32.768HZ晶体的 频率精确度（acc）和温度（T）以及曲率（K）的关系，这个曲线可以用下面的公式给出： 注：曲率K由于不同的晶体而不同，这里是针对STM3210B-EVAL开发板来说的，关于这部分可以参考相关晶体制造商 提供的详细信息。 在很多应用领域需要一个高准确度的时钟，但是在实际中有好多综合因素限制着精度的提高，通常，典型的方法是通过 调节晶体的负载电容来调节精度，这一方法，虽然十分有效，但是也存在这一些缺点： 1 它需要多加一个外部器件（可调电容）。 2 其增大了电流消耗（这在电池供电的场合尤为突出）。 取代这种传统的模拟的方法，STM32F10xxx系列提供了一个数字校准器，允许用户用软件控制的方法进行校准，非常的 好用！ 1.2 具体方法 STM32F10xxx 的RTC模块是用一个32768HZ的通常石英晶体驱动的，其实石英晶体是一种能够提供非常固定频 率的，但是有以下两种情况导致了其频率的不稳定： 1 温度变化； 2 晶体本身的变化。前面讲述了一般通常的方法都是用一个麻烦的可调电容来补偿误差，这里 20 STM32F10xxx 使用的是一个周期计数器来进行校正，这个数字校正器通过从2 个时钟周期中减去0到127个周期 的方法来校正的，如图所示： 究竟有多少个时钟节拍是空白的取决于最近一次向备份寄存区域RTC校准寄存器最后七位加载的值，之所以这个校准 寄存器放在备份区域是因为这个寄存器即使在系统掉电情况下仍然可以通过后备电池进行供电（译者注：如果后背电池 也掉电，当然这个寄存器的值也会丢失的），注意：从上图中可以看出时钟输出引脚是在校准之前的频率，所以这个值 是不会被校准所改变的，尽管已经进行了校准，但是这个输出是在校准之前的频率。 20 每一个校准节拍将会从2 个时钟周期中减去一个周期，这意味着每一个校准节拍将会有0.954PPM的调整值（译者 注：Ppm指的是每百万个赫兹会偏移多少赫兹，即真实频率值为标称频率值加上或者减去百万分之一的XXX，其中XXX 指的是晶体厂商提供的频率稳定度），结果，振荡器将会减慢0到121个ppm，下面的一个表格显示了当校准寄存器变 化一位是会变化多少个ppm或者说30天中会放慢多少秒： 上面所描述的都是基于一下条件的： STM32F10xxx RTC的数字校准电路只是从晶体时钟周期里减去了若干个周期，而且 RTC的预分频器假定设置为 32768，所以说时钟快于32868HZ的晶体可以被校准，而慢于32768HZ的晶体不能被校准，因此校准范围是32772HZ 到 32768HZ（译者注：为什么是32772呢，因为最大的校准PPM是121，121的意思是一百万HZ时候会变化（调整）121HZ，所以 32768HZ时候便可以调整{32768*（121/10 00000）}即：3.964ＨＺ，将近4ＨＺ，而且这个校准只是调慢的，所以能够从32772HZ 校准到32768HZ，所以是32772）。 前面我们所讲的都是以预分频为32768，但是晶体频率范围是变化的，所以当晶体频率快于32768HZ是可以被校准 的（可以放慢），但是当晶体频率慢于32768HZ呢？虽然不能被校准，但是并不是无能为力，我们可以把校准预分频器 改为32