【经验】如何基于LFXO校准HFRCO使低功耗单片机EFM32实现精确、高速UART通信？
近日有客户咨询，他们选用了SILICON LABS低功耗32位单片机EFM32HG210做一设备，需要精确高速串口通信，但在他们硬件系统设计中仅有高精度的LFXO（外置、32.768kHz晶体），怎么办？
如大家所知，Silicon Labs低功耗32位单片机EFM32HG210内置了HFRCO、LFRCO等振荡器，但限于是RC振荡器，在全温度、全电压范围内，精度无法保证在±2%以内。另，客户有了外置高精度LFXO，但频率仅32.768kHz，无法实现高速串口通信。那么，在不改板前提下，如何实现精确、高速串口通信？
比较幸运的是，32位单片机EFM32HG的CMU具有内置硬件支持，可在运行时有效校准RC振荡器。校准电路启动时，同时启动一个减计数器（被校准振荡器计数器）和一个加计数器（参考振荡器计数器）。 当递减计数器达到0时，两个计数器都停止，软件可以读出参考计数器并将其与递减计数器的起始值进行比较。
图1 支持RC振荡器校准的内部硬件结构
在开始校准之前，通过写入CMU_CALCTRL寄存器来设置递减计数器的初始值。 校准完成后，还从CMU_CALCTRL中读取参考计数器的结果。 emlib中有一个函数来帮助完成这项任务：
uint32_t CMU_Calibrate(uint32_t TOP, CMU_Osc_TypeDef ref)
其中，TOP是减计数器开始的值，ref是CALCLK的选定参考振荡器。 该函数返回由加计数器（CALCLK计数器）计数的参考振荡器的周期数。
如下图2，TOP是减计数器开始的值，UPCLKfreq是选定参考振荡器实际频率，DOWNfreq是被校准振荡器标称频率。那么，UPCOUNTdesired就是被校准振荡器期望得到值。
图2 计算参考振荡器期望值的公式
至此，用户可对CMU_Calibrate返回值与UPCOUNTdesired值进行比较，当不一致时，通过调整TUNING，即可使两者趋于一致。
图3 被校准振荡器与参考振荡器可选项
在本次客户遇到的问题中，可通过将HFRCO选为被校准振荡器，将LFXO选为参考振荡器，即可实现对HFRCO进行校准。通过实验，校准精度可以达到±1%以内，完全可以满足用户精确、高速串口通信的需要。
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