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引言
本應(yīng)用筆記描述了如何使用 STM32WB 和 STM32WL 系列微控制器（以下簡(jiǎn)稱 STM32 無(wú)線MCU），對(duì)用于 RF 應(yīng)用的 HSE 進(jìn)行調(diào)諧。此類產(chǎn)品提供了一種具有成本效益的高效解決方案，其中通過(guò)使用其內(nèi)部負(fù)載電容來(lái)控制振蕩器精度，從而節(jié)省了外部電容的成本并減少了晶振限制。
STM32 無(wú)線 MCU 采用外部振蕩器高速時(shí)鐘源作為 RF 時(shí)鐘生成的基礎(chǔ)。HSE 精度對(duì)于 RF 系統(tǒng)性能至關(guān)重要，因此對(duì)外部振蕩器進(jìn)行精細(xì)調(diào)諧來(lái)實(shí)現(xiàn)最高時(shí)鐘精度。
本文檔的第一部分介紹了晶體振蕩器解決方案。第二部分介紹并比較了三種 HSE 頻率調(diào)諧方法，即手動(dòng)調(diào)諧方法、自動(dòng)調(diào)諧方法和基于 STM32CubeMonitor-RF 的調(diào)諧方法（僅適用于 STM32WB系列）。以下各節(jié)描述了這些方法在 STM32WB 和 STM32WL Nucleo 板上的應(yīng)用，提供了采用STM32Cube 擴(kuò)展包 X-CUBE-CLKTRIM 的固件和腳本樣例。
其中一節(jié)專門描述了如何配置 HSE，使其啟動(dòng)階段穩(wěn)定可靠并針對(duì) STM32WB 系列微控制器得到優(yōu)化。
HSE 振蕩器
RF 系統(tǒng)需要高頻精度才能實(shí)現(xiàn)最佳性能。任何時(shí)鐘偏差都可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障和/或性能下降。
在基于 Arm? (a) Cortex?內(nèi)核的 STM32 無(wú)線 MCU 中，RF 時(shí)鐘由高頻 VCO 提供，該 VCO 將使用外部晶體的嵌入式振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)作為參考。
該晶體是 RF 合成器和微控制器的 HSE（高速外部）時(shí)鐘源。其標(biāo)稱頻率可能會(huì)有所不同，具體取決于工藝變化、使用的晶體和 PCB 設(shè)計(jì)等因素。HSE 錯(cuò)誤會(huì)直接傳輸?shù)?RF 時(shí)鐘，因此必須通過(guò)調(diào)整晶體端子處的負(fù)載電容進(jìn)行精細(xì)調(diào)諧。
STM32 無(wú)線 MCU 具有采用內(nèi)部負(fù)載電容的高效架構(gòu)，使用戶可對(duì)晶體頻率進(jìn)行微調(diào)，而無(wú)需額外的外部電容成本。
振蕩器啟動(dòng)階段的可靠性取決于其實(shí)際實(shí)現(xiàn)（相關(guān)晶體、外部組件、環(huán)境）。對(duì)于 STM32WB 系列，提出了一種調(diào)整其內(nèi)部操作的方法，以便對(duì)這一階段進(jìn)行優(yōu)化和鞏固。較長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間可提高可靠性，但會(huì)增加功耗。
STM32 無(wú)線 MCU 架構(gòu)
這些 MCU 嵌入了一個(gè)具有成本效益的高效晶體振蕩器系統(tǒng)，具有用于微調(diào)的內(nèi)部電容。用于負(fù)載
電容調(diào)諧的內(nèi)部機(jī)制具有雙重優(yōu)勢(shì)：
減少了對(duì)外部晶體的精度限制
減少了 PCB 的全局 BOM（和封裝）。
晶體振蕩器系統(tǒng)由兩個(gè)焊盤（OSC_IN 和 OSC_OUT）及其各自的電容組，以及放大器級(jí)組成。對(duì)于 STM32WB 系列，輸入組和輸出組的電容值相同。該值與振蕩器增益和檢測(cè)（用于優(yōu)化啟動(dòng)階段的參數(shù)）一起由寄存器驅(qū)動(dòng)，并對(duì)系統(tǒng)行為進(jìn)行控制。
對(duì)于 STM32WL 系列，輸入組和輸出組的電容值是獨(dú)立的。這兩個(gè)值由兩個(gè) sub-GHz 射頻寄存器驅(qū)動(dòng)，并對(duì)系統(tǒng)行為進(jìn)行控制。
HSE 配置參數(shù)-STM32WL 系列
對(duì)于 STM32WL 系列，可以設(shè)置兩個(gè)參數(shù)來(lái)控制振蕩器模塊。它們可在 SUBGHZ_HSEINTRIMR和 SUBGHZ_HSEOUTTRIMR sub-GHz 射頻寄存器中訪問(wèn)，這些寄存器分別包含輸入組和輸出組的電容值。相關(guān)值由其六個(gè)較低位表示（這些寄存器的其余位必須保持在其復(fù)位值）。
對(duì)于兩個(gè)寄存器：
0x00 對(duì)應(yīng)于最小電容（~11.3 pF）
0x2F 對(duì)應(yīng)于最大電容（~33.4 pF）
值不得超過(guò) 0x2F，并且微調(diào)步長(zhǎng)為~0.47 pF
復(fù)位值為 0x12，對(duì)應(yīng)于~20.3 pF。
如前所述，SUBGHZ_HSEINTRIMR 和 SUBGHZ_HSEOUTTRIMR 是 sub-GHz 射頻的一部分，而不是系統(tǒng) CPU 的一部分。要修改其值，用戶代碼必須通過(guò)其 SPI 接口與 sub-GHz 射頻通信。
