AVR單片機內(nèi)部RC振蕩器和能隙電壓基準的穩(wěn)定性研究

曾經(jīng)在反復研究 MEGA 48 的內(nèi)部 RC振蕩器和 能隙電壓基準的穩(wěn)定性后,選擇了 MEGA 48, 用內(nèi)部 RC 來驅動做串口通信.一直都比較成功!

突然前些天, 發(fā)現(xiàn)上次能正常通信的軟件, 通信不了了!
反復檢查后, 很仔細才發(fā)現(xiàn) mega48 的振蕩頻率在示波器上,略有些偏大了!

為此,我對 OSCCAL 直接加大 3 后, 通信完全正常!
于是,就該芯片我對 振蕩的溫度漂移做了簡單的試驗.希望能給大家一些參考.由于條件簡陋, 我唯一改變溫度的辦法是 熱風槍.

為了便于對比,我使用了外部的穩(wěn)定的頻率作參考,然后應用自己編寫的自動校準軟件對 片內(nèi) RC 振蕩器頻率進行測量

該芯片的 出廠校正參數(shù)為 A3

等到自動校準后的參數(shù)如下:

校準寄存器 OSCCAL 范圍 98(高溫) ~ A7
得到 98 的這個值的時候, 估計芯片會近 100℃了(手頭沒有準確的點測溫儀器)

同時, 記錄了不進行校準時,內(nèi)部的計時值(用作校正的參數(shù))
參數(shù) 23-3F C1-D0(高溫)平均值31 ~ C8
這是對我的標準信號的實際的計時值 2024 ~ 2175
最后算出的 MEGA 48 的振蕩頻率為 7.7585MHz~ 8.3373MHz(高溫)

順便,我也對內(nèi)部基準電壓做了一下測量

正常值 Vref = 1.062V


A7 A3 A2 A0 9F 9D 9C 99 98
62 62 61 60 59 58 57 52 51 50

上面一行為 OSCCAL 校準參數(shù)
下面一行為 Vref 的尾數(shù)后2位部分

結論: Vref 還是有比較高的精度, 而相對地, 片內(nèi) RC 振蕩的精度卻并不很高.
當然, 我只是對真好遇到的一個表現(xiàn)突出者進行了測試, 只代表真實的個別而已.

不過,也讓我們看到, 單相信 RC 振蕩能做串口通信的工程師們個警告:并非所有的芯片在全溫度范圍內(nèi)能滿足通信精度的要求!


]忘了說明,本次試驗使用的芯片規(guī)格和批次: ATMEGA48V-10PI 0510A
頻率是相對值,數(shù)碼直接讀數(shù). 電壓的測試是用了一個4位數(shù)顯的萬用表.

又隨便抽了2個芯片做比對,簡單地做LED閃爍, 對批次為 0520A 0522A 的兩個芯片的閃爍次數(shù)對比 45:44 ,即 2.2% 頻率偏差