MC9S08MG64实时时钟的校准和补偿

MC9S08MG64实时时钟的校准和补偿
MC9S08MG64 实时时钟的校准和补偿

内容简介

MC9S08MG64 是飞思卡尔半导体针对国网单相电表推出的一款半 SoC 芯片，它集成了片上液晶驱动器和
实时时钟模块，以及多种通讯接口。用于智能电表设计时，配合外部电能计量芯片，即可完成性价比良好
的单相电表设计。此单片机内部集成的实时时钟模块(iRTC) 具有时间保持和日历功能。对由晶体本身的频
偏及温度漂移引起的误差，可以利用实时时钟本身的补偿功能进行修正。本文讨论如何对实时时钟进行校
准和补偿，以达到国网要求的标准（误差小于 5ppm ）。


晶体的特性

1.1 负载电容的影响


一般说来晶体的振荡频率是很稳定的，但我们也知道晶体的振荡频率受负载电容和温度变化的影响。如下
图所示的例子为一个负载电容为 12.5pF 的晶体，当负载电容变化时其振荡频率偏差的随动特性




振荡电路匹配电容的离散性和温度漂移，电路板的分布电容都会对振荡频率造成影响。对于
MC9S08MG64 ，使用 32.768kHz 晶体时其振荡器可以有两种配置。当使用低功耗模式 (R ANG = 0, HGO =
0)时，负载电容、反馈电阻、和串行电阻已经集成在单片机内部了，外面只需加晶体即可。这种配置的功
耗比较低，且可以抵消上述误差因素的影响。当使用高增益模式 (RANG = 0 ，HGO = 1)时，外部要加负载
电容、反馈和串行电阻。这种配置的抗干扰能力比较强，但外部元器件对振荡频率的精确性存在影响。对
于负载电容引起的频率漂移，我们可以通过选用温漂系数小的电容（如 COG 电容）来减小其影响。


1.2 温漂
上图是音叉型的晶体振荡频率随温度变化的曲线，它可以用抛物线方程描述为：
Fdev = B (T - TQ) 2 + K


其中：




由以上分析可见，对于一个晶体振荡电路，影响其振荡频率误差的因