使用 HSE 时钟源对 LSE 精度进行测量

由 cathy 提交于周四, 24 三月 2022 - 13:37

引言

客户在使用 STM32U5 时，想对外部 LSE 的起振情况和精度进行监测，于是使用 HSE 为时钟基准，对 LSE 进行测量。

Note : 本文中由于 Nucleo 开发板默认没有焊接 HSE 器件，因此，采用内部高速时钟替代 HSE作为 PLL 的时钟源。为保证测量精度，应用中可将时钟源替换为 HSE 。

测量的实现

使用 NUCLEO-U575 开发板的 Timer15 进行 LSE 的测量。Timer15 在 APB2 总线上，配置为使用内部时钟，时钟 base 为 160MHz。使用 Timer15 对 256 个 LSE 周期进行测量，然后对比精确度。

测量的详细情况

TIM15 时钟源选择内部时钟，频率为 160MHz。设置为捕获模式。

通过配置 TIM15_SMCR.TS[4 :0]对应 bit21,20,6,5,4 位为 0x00101B，选择 Filtered Timer Input 1(tim_ti1fp1)做为启动 TIM15 开始计时的触发源，根据图 3 可以看到等待捕获的时钟源是 LSE。

通过 TIM15_CCMR1.CC1S[1:0]为 0x01,选择 CC1 通道输入信号，tim_ic1 连接到 tim_ti1,如下图黄色部分。

通过配置 TIM15_SMCR.TS[4 :0]为 0x00101B 选择 Filtered Timer Input 1（tim_ti1fp1）做为触发源。即 LSE 过来的信号为触发源。通过配置 TIM15_SMCR.SMS[3 :0]为 0x0110B 选择 Trigger Mode，在触发源的上升沿启动 TIM15。

开启 DMA 的时钟，因为 GPDMA1 是挂在 AHB1 总线上的，因此代码如下：

下面是 Timer15 的初始化代码：

对捕获和用时的计时的程序处理：

在 timer15 DMA 256 个数据存储完成的回调函数中做如下处理，并停止 Timer15 的更新中断和 DMA 中断，256 个 LSE 周期计时数据存储在 LES_buffer[256]中。

DMA 运行的同时需要使能 Timer15 溢出中断，并对计数器溢出进行计数。代码如下：

在 LES_Counter=256 时进行 LSE 频率的计算，代码如下：

标准值为：(255/32768)x10000000 = 77819 实际 255 个 LSE 周期值为：[(LSE_End_timer2-LSE_Start_timer1)+65536*(LSE_Timer15_overload_counter-1)]/16 = A, 255 LSE timer period. one LSE period average accuracy error is (A-77819)/255看 LSE 是否准确，只要比较上面的标准值和实际测量值就好。

小结

这个 LSE 的准确性测试程序采用的是 DMA 结合时钟溢出计数方式进行计算。使用 DMA 存储每个 LSE 周期的捕获值，同时配合 Timer15 溢出中断进行溢出次数计数，最后对取得的结果进行计算，对 255 个 LSE 周期累加在一起的计时结果进行判断，并同理想值进行比较得知实际的LSE 精度。

同时请留意把驱动能力调节大些,用 LOW 有时候测到的误差会偏大，代码如下：

<pre style="overflow-x:auto; background-color:#e9e9e9;">__HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_MEDIUMHIGH);</pre>

文档中所用到的工具及版本

NUCLEO-U575 开发板

STM32CubeMX Version：6.99.12-B1

来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/6brrwfynEA3JYLOGRSlIKg">STM32单片机</a>
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