MC9S08MG64是飛思卡爾半導(dǎo)體針對(duì)國(guó)網(wǎng)單相電表推出的一款半SoC芯片，它集成了片上液晶驅(qū)動(dòng)器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，以及多種通訊接口。用于智能電表設(shè)計(jì)時(shí)，配合外部電能計(jì)量芯片，即可完成性價(jià)比良好的單相電表設(shè)計(jì)。此單片機(jī)內(nèi)部集成的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊（iRTC） 具有時(shí)間保持和日歷功能。對(duì)由晶體本身的頻偏及溫度漂移引起的誤差，可以利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘本身的補(bǔ)償功能進(jìn)行修正。本文討論如何對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，以達(dá)到國(guó)網(wǎng)要求的標(biāo)準(zhǔn)（誤差小于5ppm）。

晶體的特性

1.1 負(fù)載電容的影響

一般說(shuō)來(lái)晶體的振蕩頻率是很穩(wěn)定的，但我們也知道晶體的振蕩頻率受負(fù)載電容和溫度變化的影響。如下圖所示的例子為一個(gè)負(fù)載電容為12.5pF的晶體，當(dāng)負(fù)載電容變化時(shí)其振蕩頻率偏差的隨動(dòng)特性

振蕩電路匹配電容的離散性和溫度漂移，電路板的分布電容都會(huì)對(duì)振蕩頻率造成影響。對(duì)于MC9S08MG64，使用32.768kHz晶體時(shí)其振蕩器可以有兩種配置。當(dāng)使用低功耗模式（RANG = 0， HGO = 0）時(shí)，負(fù)載電容、反饋電阻、和串行電阻已經(jīng)集成在單片機(jī)內(nèi)部了，外面只需加晶體即可。這種配置的功耗比較低，且可以抵消上述誤差因素的影響。當(dāng)使用高增益模式（RANG = 0，HGO = 1）時(shí)，外部要加負(fù)載電容、反饋和串行電阻。這種配置的抗干擾能力比較強(qiáng)，但外部元器件對(duì)振蕩頻率的精確性存在影響。對(duì)于負(fù)載電容引起的頻率漂移，我們可以通過(guò)選用溫漂系數(shù)小的電容（如COG電容）來(lái)減小其影響。

1.2 溫漂

上圖是音叉型的晶體振蕩頻率隨溫度變化的曲線，它可以用拋物線方程描述為：

Fdev = B （T - TQ）2 + K

其中：

由以上分析可見(jiàn)，對(duì)于一個(gè)晶體振蕩電路，影響其振蕩頻率誤差的因素有：

負(fù)載電容

晶體在轉(zhuǎn)折溫度點(diǎn)的頻率偏差K

溫漂Fdev

因此，要使iRTC精確計(jì)時(shí)，必須消除以上因素帶來(lái)的誤差。負(fù)載電容可以通過(guò)振蕩電路元器件的選擇來(lái)保證。而后兩項(xiàng)則必須通過(guò)軟件的辦法來(lái)校準(zhǔn)和補(bǔ)償。