Question

我正在将B-L072Z-LRWAN1与CMWX1ZZABZ-091LoRa®/ Sigfox™模块（村田）一起使用

内部RTC（实时时钟）不准确，我发现某些模块每天损失10秒。

我的问题是，为什么会这样？数据表显示LSE为1.73秒/ 20ppm。 TXCO为2ppm。如何使用TXCO校准RTC？

我知道还有温度会影响精度，但是我认为这个范围很小，即不能解释10秒/天。

Answer 1

（已删除有关LSE的错误陈述）

如何使用TXCO校准RTC？

TXCO可以提供HSE，并且您可以通过一系列预分频器从HSE导出RTC时钟。

User Manual中的8.5节说，

当STM32需要精确的外部高速时钟时，通过闭合SB13，由模块引脚PH0_OSC_IN提供TCXO_OUT时钟引脚。

首先，用一滴锡关闭SB13。

PH0_OSC_IN是HSE旁路时钟源。在HSEBYP中先设置HSEON，然后再设置RCC->CR，以获得准确的32 MHz HSE时钟。但是，等等，首先您必须将RTCPRE设置为3，以便将RTC模块的比例预先缩放16。在RCC->CSR中选择它作为RTC时钟。

现在，RCC为RTC生成2 MHz时钟（f _RTCCLK = 2000000）。您可以使用RTC->PRER寄存器将其进一步缩小至1 Hz（f _{CK_SPRE} = 1）。它具有两个位域，PREDIV_A可以从0到127，PREDIV_S从0到32767。求解整数方程

f _{CK_SPRE} = f _RTCCLK / ((PREDIV_S + 1) × (PREDIV_A + 1))

具有上述限制的

PREDIV_S = 24999
PREDIV_A = 79

因此使用

RTC->PRER = (79 << 16) | 24999;

您将有一个准确的1 Hz RTC时钟。

Answer 2

如何使用TXCO校准RTC？

不久前，我问自己一个相同的问题，花了一段时间才找到解决方案，因为参考手册中记录了许多选项，并且该主题可能非常令人困惑。

在我的情况下，我需要在没有HSE谐振器的板上校准RTC（这是一个小型手表原型，仅带有LSE晶体（32.768 kHz），该板没有HSE，并且需要时钟来自不稳定的RC内部振荡器）。但是对我有用的方法也应该适用于您的情况。

我的RTC校准方法的关键是：

快速，稳定的参考时钟。我使用了STM32F4发现板（带有8 MHz的HSE晶体和25 MHz的APB时钟速度（PLL提升）），计时器，如下所述。
非常准确的1PPS校准输入（每秒1加号）。 -我使用了其中一个引脚上具有1PPS输出的GPS模块。

在我的情况下，校准步骤如下：

使用计数器/计时器的输入捕获方法（连接到1PPS信号源（在本例中为GPS模块））上的引脚上计数多个1PPS事件之间的系统时钟滴答次数（选择正确的定时器宽度（16 vs 32位）和时钟分频（最好不进行分频以获得最大分辨率）。然后取平均值，以了解与假定时钟速度（在我的情况下为25 MHz）的偏差。它应该稳定，并且在测量期间变化不大（32秒的校准时间就足够了。）
然后计算多个1 Hz校准输出刻度（由目标MCU的LSE驱动）之间的系统时钟刻度数量（在其他引脚上使用输入捕获），并取平均值。 / li>
现在计算所需的LSE校正。并使用目标STM32上的RTC校准寄存器来调整RTC（另请参见参考手册或本Application Note (AN3371)中的 RTC平滑校准）。
重做步骤1和2以验证更正。

在开始校准之前，请确保撤消所有RTC校正：

 if (HAL_RTCEx_SetSmoothCalib(
        &hrtc,
        RTC_SMOOTHCALIB_PERIOD_32SEC,
        RTC_SMOOTHCALIB_PLUSPULSES_RESET,
        0) != HAL_OK) {
    error_handler();
  }
  start_calibration();

要计算校正量，我使用了类似的方法：

const float corr = calib_avg_ext_rtc / calib_avg_1pps;

log("correction:\r\n%f / %f =\r\n%.20f\r\n\r\n", 
  calib_avg_ext_rtc, calib_avg_1pps, corr);

const float c = corr - 1.0f;
if (corr > 1.0f) {
  log("RTC crystal vibrates too fast!\r\n");
  log("correction: %.20f ppm\r\n", -1.0e6f * c);
}
else if (corr < 1.0f) {
  log("RTC crystal vibrates too slow!\r\n");
  log("correction: %.20f ppm\r\n",  1.0e6f * c);
}
else {
  log("your RTC crystal is running exactly at the right speed. - STRANGE!\r\n");
}

const int16_t calib32s = (int16_t)roundf(c * 32*32768);
if (calib32s != 0) {
  log("correction value (ticks +/- 32 s interval):\r\n");
  if (corr < 1.0f) {
    log("MINUS %d\r\n", -calib32s); /* clock TOO SLOW, REMOVE cycles */
    log("\r\nuse this on the target:\r\n");
    log("HAL_RTCEx_SetSmoothCalib(&hrtc, RTC_SMOOTHCALIB_PERIOD_32SEC,\
        RTC_SMOOTHCALIB_PLUSPULSES_RESET, %d);",
      -calib32s);
  }
  else {
    log("PLUS %d\r\n", calib32s); /* clock TOO FAST, ADD cycles */
    log("\r\nuse this on the target:\r\n");
    log("HAL_RTCEx_SetSmoothCalib(&hrtc, RTC_SMOOTHCALIB_PERIOD_32SEC,\
        RTC_SMOOTHCALIB_PLUSPULSES_SET, 0x1FF - %d);",
      calib32s);
  }
}
else {
  log("calibration complete! NO FURTHER CORRECTION REQUIRED\r\n");
}

在测量了所需的校正后，我手动复制粘贴了代码，并且不得不刷新目标板以验证校准。稍后，最好在已部署设备的情况下选择进行校准...

我已经在STM32L011上使用了它，但是该方法或多或少与MCU类型无关。就我而言，我在STM32F4发现板上使用了8 MHz HSE和32位计数器。但是，当存在快速，稳定的HSE时，该方法也应以修改后的形式工作，而无需使用其他硬件（除了1PPS源）。 -我设法使偏差保持在1 PPM以下，并且RTC在几天内准确地保持了时间（温度变化可能会影响精度，这是我必须找出的）。

在STM32论坛上也讨论了这些发现，但是页面现在不正确，所以我无法将您指向that ...

Answer 3

从LSE运行RTC，但将其校准为HSE。

执行my previous answer中的第一步，以获取准确的HSE时钟，但保持其在LSE上运行。

根据参考手册，

22.4.12 RTC平滑数字校准

可以以大约0.954 ppm的分辨率对RTC频率进行数字校准，范围为-487.1 ppm至+488.5 ppm。

校准在RTC->CALR寄存器中进行，即使在时钟运行时也可以平滑地进行调整。调整周期必须为32秒，才能达到0.954 ppm的精度。

配置RTC定期唤醒定时器以每32秒生成一次中断。将RTC警报连接到TIM21寄存器中TIM21->OR的TI1输入。配置TIM21以捕获TI1边缘。由于定时器只有16位，因此您必须计算TIM21中断处理程序中的溢出（更新事件）。发生捕获事件时，您将拥有经过的周期数，更新计数中的高半字，捕获寄存器中的低半字。如果它与标称值32 * 32 * 10 ⁶明显不同，请调整RTC->CALR并重复。

当更新和捕获大约同时发生时，难点在于正确，因此代码无法可靠地确定首先发生的是哪个。稍后再考虑。

如何提高CMWX1ZZABZ-091 RTC（实时时钟）的准确性

3 个答案: