回答:
あなたが言っていないのは、この内部発振器の精度です。369ページのデータシートで見つけるのに時間がかかりました。
10%。10!キャリブレーションされたオシレーターの場合はどうですか?これはひどいです。これに対して1%の低いエラーを期待するのは不合理ではありません。Microchip / Atmelは、発振器を1%の精度で校正するためのドキュメントを提供しています。
I2Cは同期プロトコルであり、最小および最大パルス時間が尊重される限り、タイミングの精度は関係ありません。一方、
UARTは非同期であるため、タイミングの正確性は確かに重要です。ほとんどのUARTでは、最後のビット(ストップビット)でハーフビットエラーが許可されるため、10ビットの送信では5%になります。
工場で調整された発振器はここでは動作しません。1%に到達するには、キャリブレーション手順を実行する必要があります。その場合、内部発振器を使用できます。それ以外の場合は、クリスタルを使用する必要があります。
UARTを使用しているため、水晶発振器を使用することをお勧めします。そうでない場合は、内部発振器を使用できます。一部のMCUには、UART動作に適した工場で調整された内部発振器があります。
「時間に敏感ではない」。UARTは非常に時間に敏感です。適切に同期されていない場合、完全なガベージが発生します。
オプション1:通常のクリスタルを使用します。クロック選択ヒューズを適切に変更します。クリスタルの選択は、どのボーを使用するか、この速度をどれだけ速くしたいかによって異なります。(完全に製造されている場合)標準レートに対して0%の誤差を与える「マジッククリスタル」があります。詳細については、セクション20 [USART0]の表を参照してください(データシートを読んでいます。
オプション2:電力が懸念される場合、32kHz水晶を使用して内部発振器を較正できます。32khzを使用すると、スリープモードでuA電流を取得できます(最大で2uAになりました)。ただし、タイマーを開始/停止し、timer2を非同期モードに切り替えることを含むキャリブレーションルーチンをセットアップする必要があります。
328Pコードは異なる場合があります...この関数は現在48/88で動作します(適切なF_CPU / baud定義を使用します。少しugい/完全にはリファクタリングされていませんが、 AVRFreaksフォーラムで「チューン32khzクリスタル」のようなものを検索してください。これは、あなたがこれからやっていくものの味です...必ずしも何がうまくいくとは限りません。
char OSCCAL_calibration(char starting_cal, int cal_value){
//Function calibrates the internal oscillator so usart comms go through.
//Works by continually checking two different timers:
// (0 -> tied to internal, and 2 -> async to crystal).
// Recommended cal_value = 5900 for the crystals we're using.
// Must be running 8MHZ with clkdiv8 fuse enabled.
// TODO: Make sure to check all the math on this later.
unsigned char calibrate = FALSE;
int temp;
unsigned char tempL;
volatile char osccal_temp=starting_cal;
int cal_bandwidth = 50;
//int cal_value = 6250;
//int cal_value = 5900; //Works. Need to find out why.
//Dont use clock prescalers. We're already div8ing.
//CLKPR = (1<<CLKPCE); // set Clock Prescaler Change Enable
// set prescaler = 8, Inter RC 8Mhz / 8 = 1Mhz
//CLKPR = (1<<CLKPS1) | (1<<CLKPS0);
TIMSK2 = 0; //disable OCIE2A and TOIE2
ASSR = (1<<AS2); //select asynchronous operation of timer2 (32,768kHz)
OCR2B = 200; // set timer2 compare value. We probably only need to compare A
OCR2A = 200;
TIMSK0 = 0; // delete any interrupt sources
TCCR2A = (1<<WGM21); //Normal operation. Reset timer on hitting TOP (ocr2a).
TCCR2B = (1<<CS20); // start timer2 with no prescaling
TCCR1B = (1<<CS10); // start timer1 with no prescaling
//wait for everythnig to mellow out.
while((ASSR & (1<<TCN2UB)) | (ASSR & (1<<OCR2BUB)) | (ASSR & (1<<TCR2BUB)) | (ASSR & (1<<OCR2AUB)) | (ASSR & (TCR2AUB))); //wait for TCN2UB and TCR2UB to be cleared
//This is specifically for the crystal to stabilize. Check for better times.
_delay_ms(1000);
while(!calibrate){
cli(); // disable global interrupt
TIFR1 = 0xFF; // delete TIFR1 flags
TIFR2 = 0xFF; // delete TIFR2 flags
TCNT1H = 0; // clear timer1 counter
TCNT1L = 0;
TCNT2 = 0; // clear timer2 counter
//Stop timer on compare match.
while ( !(TIFR2 & (1<<OCF2A)) );
TCCR1B = 0;
//Check for overflows (useless if it happens).
sei();
if ( (TIFR1 & (1<<TOV1)) ){
temp = 0xFFFF; // if timer1 overflows, set the temp to 0xFFFF
}else{ // read out the timer1 counter value
tempL = TCNT1L;
temp = TCNT1H;
temp = (temp << 8);
temp += tempL;
}
//Check timer value against calculated value.
if (temp > (cal_value+(cal_bandwidth/2))){
//Oscillator is too fast.
osccal_temp--;
OSCCAL=osccal_temp;
}else if (temp < (cal_value-(cal_bandwidth/2))){
//Oscillator is too slow.
osccal_temp++;
OSCCAL=osccal_temp;
}else{
//Just right.
calibrate = TRUE;
}
TCCR1B = (1<<CS10); // start timer1
}
//TODO: Stop timers, ya?
//Now setup timer2 to run "normally" aka async+interrupts.
//Disable interrupt source. Set mask. Wait for registers to clear.
TIFR2 = (1<<TOV2);
TIMSK2 = (1<<TOIE2);
ASSR = (1<<AS2); //select asynchronous operation of timer2 (32,768kHz)
TIMSK0 = 0; // delete any interrupt sources
//Normal Op. 256 prescale.
TCCR2A = 0x00;
TCCR2B = (1<<CS22) | (1<<CS21);
TCCR1B = 0x00; // turn off timer1
//wait for everythnig to mellow out.
while((ASSR & (1<<TCN2UB)) | (ASSR & (1<<OCR2BUB)) | (ASSR & (1<<TCR2BUB)) | (ASSR & (1<<OCR2AUB)) | (ASSR & (TCR2AUB))); //wait for TCN2UB and TCR2UB to be cleared
//This is specifically for the crystal to stabilize. Check for better times.
_delay_ms(1000);
return osccal_temp;
}
また、水晶の起動には時間がかかることに注意してください。それは実際にはその精度のためです:それは非常に狭い周波数帯域からのみエネルギーを取ります。これは、時々非常に短い時間mcuを起動するバッテリー駆動のものにとっては負担になる可能性があります。クリスタルが起動するために最大電力でmsを待つことは、純損失です。セラミック共振子は、内部RC発振器よりも正確ですが、水晶振動子よりも小さく、それに応じて起動します。
もちろん、16MHzのatmegaはより多くのジュースを飲み、8MHzのものよりも高い電圧を必要としますが、8MHz(またはそれ以下、32kHzまで)の水晶が利用可能です。この単なる選択はエネルギー節約にもなります。
私はあなたがすでにこのアプリノートを見たことがあると思います: AVR053:内部RC発振器の較正。
私はそれから推測し、上記の@drxzclのコメントからのアプリノートから、理論的に何が正しいかを判断できるはずです。