專利名稱：頻率動態校正的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明是指一種頻率動態校正的方法及裝置，尤指一種以軟件方式動態校正輸出頻率的方法及裝置。
(2)背景技術傳統的一些家庭電氣設備或工業用設備的遙控器，如果需要產生精確的載波頻率，一般須采用石英振蕩元件。如果該裝置又需要有時間顯示或定時等功能時，會另外需要一個實時(real time)專用的32.768KHz石英振蕩器。這樣，因為石英振蕩器成本較高，會增加產品整體的制造成本。但如果為了降低成本而使用價格較低廉的電阻電容振蕩器(RC Oscillator)，則又會因為電阻及電容的誤差很大，會導致振蕩頻率的偏移；且由于電阻電容振蕩器本身又易于受到溫度等外在環境條件的變化而造成振蕩頻率的漂移。所以在需要精準頻率輸出的應用場合，產品制造者便需使用較昂貴的石英振蕩器或者另外采用如相位鎖定回路(Phase Lock Loop)等復雜的電路設計來校正頻率，因而耗費許多集成電路的制造及設計成本。
(3)發明內容本發明的主要目的是利用一帶有時脈(real time clock)的微控制器，以軟件校正的方式修正一RC振蕩源頻率所發出的系統頻率，并藉此調整一頻率產生器產生的輸出頻率。
根據本發明的構想，提出一種頻率動態校正的方法，包含下列步驟(a)提供一第一系統頻率，相應一載波頻率，并經由一第一運算，產生一第一預置值；(b)相應該第一預置值，相對于一特定位元數獲得一第一計數值；(c)以該第一系統頻率對該第一計數值進行一除頻，可得一第一中斷時間；(d)針對該第一中斷時間，相應該基準頻率，并經由一第二運算，產生一第一中斷次數；(e)當該第一系統頻率因頻率漂移成一第二系統頻率時，以該第二系統頻率重復步驟(c)及(d)，可依序得一第二中斷時間及一第二中斷次數；(f)將該第二中斷次數與該第一中斷次數作一比較，而得一中斷次數誤差量；(g)針對該第二中斷次數與該第一中斷次數的比較結果所得的中斷次數誤差量，修正該第一預置值，而得一第二預置值；(h)針對該第二預置值重復步驟(b)，可得一第二計數值；以及(i)以該第二系統頻率對該第二計數值進行一除頻，可得一第三中斷時間，此時該第三中斷時間覆蓋該第二中斷時間，以校正輸出頻率。
根據上述構想，其中該特定位元數是指一計數器的位元數。
根據上述構想，其中該特定位元數為8位元。
根據上述構想，其中該第一及第二系統頻率是由一電阻電容振蕩源所產生。
根據上述構想，其中該載波頻率為37.92KHz以及56.9KHz二者之一。
根據上述構想，其中該基準頻率是由一石英振蕩器所產生。
根據上述構想，其中該第一運算是以該載波頻率對該第一系統頻率進行一除頻后，相對于該特定位元數，產生該第一預置值。
根據上述構想，其中該第二運算是以該基準頻率相應該特定位元數所具有的一基準中斷時間，與該第一中斷時間相除，產生該第一次中斷次數。
根據上述構想，其中步驟(e)以該第一系統頻率因頻率漂移后的第二系統頻率重復步驟(c)及(d)，可得一誤差中斷次數；以及步驟(f)將該誤差中斷次數與該第一中斷次數間的差額與誤差計數因子相除，可得一中斷次數誤差量。
根據上述構想，其中步驟(g)依該中斷次數誤差量修正第一預置值，而得一第二預置值。
根據本發明的另一構想，提出一種頻率動態校正的裝置，用以校正一頻率產生器的一輸出頻率，其包括一微控制器，內部具有一計數器，且該微控制器與該頻率產生器電連接；以及一電阻電容振蕩源，由一電阻及一電容串聯而成，且該電阻電容振蕩源是與該微控制器電連接；其中，該微控制器是以一基準頻率為參考，根據該電阻電容振蕩源所產生的一系統頻率，修正該計數器對應該系統頻率所產生的一中斷時間，并藉以調整該輸出頻率。
根據上述構想，其中該頻率產生器是根據該中斷時間而運作。
根據上述構想，其中該計數器為一8位元計數器。
根據上述構想，其中該基準頻率是由一石英振蕩器所發出。
根據上述構想，其中該石英振蕩器是與該微控制器電連接。
(4)


本發明通過結合附圖對較佳實施例的詳細說明，以更深入了解本發明的目的、特點和優點。
圖1是本發明一較佳實施例的運作元件示意圖；以及圖2是本發明一較佳實施例的計算方法示意圖。
(5)具體實施方式
一般具有時間顯示的紅外線遙控器，因為要顯示時間所以有一頻率為32.768KHz的石英振蕩器，該振蕩頻率十分準確故可用來作為其他頻率校正時的基準頻率。
而紅外線遙控器的發設載波頻率一般為37.92KHz或56.9KHz，此處以37.92KHz為例作說明，應用于具有一八位元的計數器中，藉由控制該計數器的中斷時間，以調整一RC振蕩源產生的輸出頻率。
請參照圖1，其為本發明方法的運作元件示意圖。圖中的微控制器(MCU)1可以一石英振蕩器2所產生的基準頻率作為標準，將由一電阻3及一電容4所構成的電阻電容(RC)振蕩源5所產生的系統頻率通過該微控制器(MCU)1所具有的計數器6計算出相對應的中斷時間，再以軟件控制中斷時間的方式藉以校正一頻率產器7所產生的輸出頻率。
以一RC振蕩源基準頻率(Reference Frequency)設定為4550KHz作為計算的第一系統頻率(因4550KHz幾乎可同時作為一般紅外線遙控器的載波頻率37.92KHz及56.9KHz的倍頻，故可以減少因計算所產生的誤差)為例，當該RC振蕩源因生產制程或溫度等環境條件的變化產生振蕩頻率的變化而產生一第二系統頻率7000KHZ時(以中心頻率7000KHZ為例，估計RC振蕩的誤差最大達±30％，則使用頻率的變動范圍為4900KHz至9100KHz，為本實施例應用上可接受的裕度)，則利用一時脈(RTC)所產生的基準頻率32.768KHz為標準，藉由第一系統頻率4550KHz相應該計數器產生的中斷時間，與第二系統頻率7000KHZ相應該計數器產生的中斷時間作比較，藉由此比較結果修正第二系統頻率7000KHZ相應該計數器產生的中斷時間，使得該計數器產生的中斷時間始終保持在近似于第一系統頻率4550KHz相應該計數器產生的中斷時間附近，藉此可達到以動態的方式修正該RC振蕩源的輸出頻率，使其產生一37.92khz的載波頻率的目的。以下為詳細的計算方式(請參照圖2)1.首先，以該基準頻率32.768khz相應該計數器的位元數8計算出系統時脈下的中斷計數周期(Parameter of RTC Interrupt Interval)(Prii)Prii32768＝1/(32.768KHz/256)＝1/128Hz＝7.8125mS2.另外，以該載波頻率37.92KHz對該第一系統頻率4550KHz進行一除頻后，相對于該計數器的位元數8，產生一第一預置值196(Parameter of Timer Preload Number)(Ptpn)Ptpn4550k＝256-4550k/(37.92k×2)＝1963.相應該第一預置值196，相對于該計數器的位元數8，可得一第一計數值60(Parameter of Timer Net Number)(Ptnn)Ptnn4550k＝256-Ptpn4550k＝604.由該第一計數值60可得出該第一系統頻率4550KHz在該計數器計數期間的第一中斷時間13.1868uS(Parameter of Timer Interrupt Interval)(Ptii)Ptii4550k＝(1/4550k)×Ptnn4550k＝13.1868uS5.將此第一中斷時間13.1868uS與系統時脈下的中斷計數周期7.8125mS相除，可得該第一系統頻率4550KHz在該計數器計數期間的第一中斷次數592(Parameter of Timer Counting Number)(Ptcn)Ptcn4550k＝Prii32768/Ptii4550k＝5926.再分別針對該第一系統頻率4550KHz在該計數器計數期間計數值(Ptnn)每增減1，與其相對應的誤差中斷次數(Parameter of Minimum DeviationCounts)(Pmdc)Pmdc4550k＝Prii32768/[Ptii4550k×(Ptnn4550k+1)/Ptnn4550k]＝582
或是Pmdc4550k＝Prii32768/[Ptii4550k×(Ptnn4550k-1)/Ptnn4550k]＝6027.由該誤差中斷次數(Pmdc)與該第一中斷次數Ptcn4550k作比較，可得出一誤差計數因子10(Parameter of Minimum Deviation Divider)(Pmdd)Pmdd4550k＝Ptcn4550k-Pmdc4550k＝592-582＝10 orPmdd4550k＝Pmdc4550k-Ptcn4550k＝602-592＝108.針對該誤差計數因子(Pmdd)實施一舍入誤差方法Pmdd4550k/2＝5可知計數最大誤差(Maximum Deviation)為MD＝±Pmdd4550k/Pmdc4550k×100％＝±1.7％由此可知，若以系統頻率32.768khz為標準，以4550KHz當作一第一系統頻率并通過一8位元計數器進行計數動作，來產生一37.92kHz的載波頻率，其誤差僅為±1.7％，若以市面上一般紅外線遙控器誤差裕度為15％作比較，可說極為精確。
9.當該RC振蕩源因生產制程或溫度等環境條件的變化產生振蕩頻率的變化，而產生一第二系統頻率7000KHZ時，仍利用上述第4及第5點的方法，分別計算出一第二中斷時間8.5714uS(Parameter of Timer InterruptInterval)(Ptii，before rectifying)及一第二中斷次數911(Parameter ofTimer Counting Number)(Ptcn，before rectifying)Ptii7000k＝(1/7000k)×Ptnn4550k＝8.5714uSPtcn7000k＝Prii32768/Ptii7000k＝91110.將該第二中斷次數911與該第一中斷次數592作一比較，并除去該誤差計數因子10(911-592)/10＝32可知若以第一系統頻率4550KHz的第一預置值(Ptpn)196置入該計數器計數，當該RC振蕩源因頻率漂移而產生一第二系統頻率7000KHZ時，該計數器于計數時的預置值(Ptpn)會產生一增值3211.因此欲修正系統頻率，須將計數器內的第一預置值196減少32，形成一第二預置值164(Parameter of Timer Preload Number)(Ptpn)
Ptpn7000K＝256-[Ptnn4550k+(Ptcn7000k-Ptcn4550k)/Pmdd4550k]＝Ptpn4550k-(911-592)/10]＝16412.相應該第二預置值164，相對于該計數器的位元數8，可得一第二計數值92(Parameter of Timer Net Number)(Ptnn)Ptnn7000k＝256-Ptpn7000k＝9213.由該第二計數值92可得出該第二系統頻率7000KHz在該計數器經修正計數值后的第三中斷時間13.1429uS(Parameter of Timer InterruptInterval)(after rectified)(Ptii)Ptii7000k＝(1/7000k)×Ptnn7000k＝13.1429uS輸出頻率Fout＝1/(Ptii7000k×2)＝38.043kHz14.將該該第二系統頻率7000KHz在該計數器經修正計數值后的第三中斷時間13.1429uS與該第一系統頻率4550KHz在該計數器于修正計數值前的第一中斷時間13.1868uS作一比較修正誤差(Rectifying Deviation)RD7000k＝(13.1868uS-13.1429uS)/13.1868uS×100％＝+0.333％得知誤差僅為+0.333％，因此可謂極為精確。
15.另外，若以IC中的電容的制程誤差來看頻率，估計RC振蕩的誤差最大達±30％，因此以第二系統頻率7000KHZ為例，使用頻率的變動范圍為4900KHz到9100KHz之間，若以上述的修正方法計算4900KHz及9100KHz分別對應的修正后的中斷時間(Ptii)，可得Ptii4900k＝13.2653uSPtii9100k＝13.0769uS16.將該第二系統頻率7000KHz的變動范圍極值4900KHz及9100KHz在該計數器經修正計數值后的中斷時間與該第一系統頻率4550KHz在該計數器于修正計數值前的第一中斷時間13.1868uS分別作一誤差計算(1)-30％頻率校正誤差計算(fSYS＝4900kHz，fCARRIER＝37.92KHz)計算后的誤差為RD4900k＝(13.1868uS-13.2653uS)/13.1868uS×100％＝+0.595％(2)+30％頻率校正誤差計算(fSYS＝9100kHz，fCARRIER＝37.92KHz)
計算后的誤差為RD9100k＝(13.1868uS-13.0769uS)/13.1868uS×100％＝-0.833％由以上(1)(2)的驗算知誤差均在可接受的范圍內。
本方法是利用系統頻率因RC誤差及溫度變化產生偏移時，利用此系統頻率計數所得的計數值會與預設參數不同。根據該不同的變化量，修正所欲輸出的頻率在該系統頻率下的計數值。這樣即可利用該計數方式使微控制器在一固定頻率產生脈波輸出。
這一操作可以在使用者每次操作時即先校正一次，所以可以實現動態校正的功能，不管外界環境如何變化，都可獲得良好準確的輸出頻率。因此本發明實具有產業發展的價值。
權利要求
1.一種頻率動態校正的方法，其特征在于，包含下列步驟(a)提供一第一系統頻率，相應一載波頻率，并經由一第一運算，產生一第一預置值；(b)相應該第一預置值，相對于一特定位元數獲得一第一計數值；(c)以該第一系統頻率對該第一計數值進行一除頻，可得一第一中斷時間；(d)針對該第一中斷時間，相應一基準頻率，并經由一第二運算，產生一第一中斷次數；(e)當該第一系統頻率因頻率漂移成一第二系統頻率時，以該第二系統頻率重復步驟(c)及(d)，可依序得一第二中斷時間及一第二中斷次數；(f)將該第二中斷次數與該第一中斷次數作一比較，而得一中斷次數誤差量；(g)針對該第二中斷次數與該第一中斷次數的比較結果所得的中斷次數誤差量，修正該第一預置值，而得一第二預置值；(h)針對該第二預置值重復步驟(b)，可得一第二計數值；以及(i)以該第二系統頻率對該第二計數值進行一除頻，可得一第三中斷時間，此時該第三中斷時間覆蓋該第二中斷時間，以校正輸出頻率。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該特定位元數是指一計數器的位元數。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該特定位元數為8位元。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該第一及第二系統頻率是由一電阻電容振蕩源所產生。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該載波頻率為30KHz～75KHz。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該基準頻率是由一石英振蕩器所產生。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該第一運算是以該載波頻率對該第一系統頻率進行一除頻后，相對于該特定位元數，產生該第一預置值。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該第二運算是以該基準頻率相應該特定位元數所具有的一基準中斷時間，與該第一中斷時間相除，產生該第一中斷次數。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(e)以該第一系統頻率漂移后的第二系統頻率重復步驟(c)及(d)，可得一誤差中斷次數；以及步驟(f)將該誤差中斷次數與該第一中斷次數間的差額與計數誤差因子相除，而得一中斷次數誤差量。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟(e)根據該中斷次數誤差量修正第一預置值，而得一第二預置值。
11.一種頻率動態校正的裝置，用以校正一頻率產生器的一輸出頻率，其特征在于，包括一微控制器，內部具有一計數器，且該微控制器與該頻率產生器電連接；以及一電阻電容振蕩源，由一電阻及一電容串聯而成，且該電阻電容振蕩源是與該微控制器電連接；其中該微控制器是以一基準頻率為參考，根據該電阻電容振蕩源所產生的一系統頻率，修正該計數器對應該系統頻率所產生的一中斷時間，并藉以校正該輸出頻率。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于，該頻率產生器是根據該中斷時間而運作。
13.如權利要求11所述的裝置，其特征在于，該計數器為一8位元計數器。
14.如權利要求11所述的裝置，其特征在于，該基準頻率是由一石英振蕩器所產生。
15.如權利要求14所述的裝置，其特征在于，該石英振蕩器是與該微控制器電連接。
全文摘要
本發明是指一種頻率動態校正的方法及裝置，用以校正一頻率產生器的一輸出頻率，其包括一微控制器，內部具有一計數器，且該微控制器與該頻率產生器電連接；以及一電阻電容振蕩源，由一電阻及一電容串聯而成，且該電阻電容振蕩源是與該微控制器電連接；其中，該微控制器是以一基準頻率為參考，根據該電阻電容振蕩源所產生的一系統頻率，修正該計數器對應該系統頻率所產生的一中斷時間，并藉以調整該輸出頻率。
文檔編號G08C23/00GK1549223SQ0312383
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月14日 優先權日2003年5月14日
發明者陳俊雄, 王勝和 申請人:盛群半導體股份有限公司