MXT5611：高精度可配置定時電路

　　定時器T2的設(shè)計是針對北京時間二進制表示的定時設(shè)計，同時具備基本的二進制定時。它主要處理北京時間小時級及小時以上的數(shù)據(jù)處理。做為基本二進制定時時，它可單獨使用，也可以與定時器T0和定時器T1做級聯(lián)使用。當(dāng)它需要處理北京時間二進制表示高位信息處理時，和定時器T1組成32位定時器，定時器1處理“秒”、“分”信息，定時器T2處理“小時”、“天”“月”“年”數(shù)據(jù)。T2+T1的級聯(lián)方式，主要用于處理從某一時刻到另一時刻的定時方式。

　　精度控制

　　電路提供兩種可選擇時鐘源輸入：內(nèi)部集成硅振蕩器和外部晶體振蕩器輸入。電路設(shè)計了兩種精度控制方法，其一是時基腳準(zhǔn)，時基校準(zhǔn)就是解決因定時時鐘誤差引起的定時累計誤差的辦法。如果我們能得到一個精確的定時時鐘，則沒有這部分定時誤差。但是不管怎么樣的校準(zhǔn)，始終是無法得到一個完全精確的定時時鐘的，我們要做的是最大可能的得到一個精確定時時鐘。

　　其二是定時校正，指在定時過程中，電路根據(jù)設(shè)定的某一固定值對定時過程進行校正或者接受外部校正信號對定時過程進行校正。這一方法旨在解決引非時鐘誤差問題引起的定時誤差。同時，該校正方法也可以用于解決因時鐘規(guī)律性偏差所引起的誤差問題，比如時鐘的溫度漂移偏差問題。

　　硅振蕩器的精度調(diào)整方法總的來說有兩種：模擬方法和數(shù)字方法。模擬調(diào)整方法主要是在電路中測過程對電路中的電容陣列進行熔絲處理，調(diào)整電容值大小，得到一個較為精確的時鐘，但是這種方法需要很大的成本，并且調(diào)整后的精度范圍為1%左右，如果要得到更高精度的硅振蕩器，則需要付出更大的成本，并且給電路設(shè)計帶來很大的挑戰(zhàn)。本電路提供一種更高精度的數(shù)字調(diào)整方法，該方法可以在電路正常工作前對電路進行在線校準(zhǔn)，也可以在測試過程中對批電路進行一次性校準(zhǔn)。

　　本電路的時基校準(zhǔn)方法是通過外部端口輸入標(biāo)準(zhǔn)512ms時間長度，以振蕩器輸出頻率對512ms時間進行采樣計數(shù)，得出一個計數(shù)值。然后把該計數(shù)值除以512，得到商值和余數(shù)。商值做為1ms時鐘的基本長度，然后通過判斷再次基本長度上增加或者不增加1個計數(shù)脈沖來得到最終的1ms時鐘信號，這樣每一個1ms輸出時鐘最大誤差為1T(硅振蕩器輸出時鐘周期)，而512ms時間最大誤差也為1T。上述判斷過程以512位周期，即每一個512ms對商和余數(shù)做同樣的處理。

　　那么，在不考慮溫度等條件的情況下，以該方案得到的時鐘進行Nms(N=512X+Y，X=0，1，2，3，……;0≤Y≤511)時間長度定時，最大誤差為

　　(X+Y/4)·T。我們通過分析，可以得出以下幾句數(shù)據(jù)：

　　438s時間長度定時誤差為103T(T為內(nèi)建振蕩器輸出時鐘周期，當(dāng)設(shè)計值為1us時，此時的定時精度約為2ppm)。

　　82m時間長度定時誤差為104T(T為內(nèi)建振蕩器輸出時鐘周期，當(dāng)設(shè)計值為1us時，此時的定時精度約為2ppm)。

　　142h時間長度定時誤差為106T(T為內(nèi)建振蕩器輸出時鐘周期，當(dāng)設(shè)計值為1us時，此時的定時精度約為2ppm)。

　　在不考慮硅振蕩器的溫度特性條件下，利用本方法產(chǎn)生時鐘進行的定時精度為2ppm，可以等同于壓控制式晶體振蕩器頻率精度的10^(-6)～10^(-5)量級。