Komunikasi serial MSP430 gagal dalam cuaca dingin

Saya memiliki produk menggunakan mikroprosesor MSP430, yang telah terjual selama beberapa tahun sekarang. Salah satu tugas MSP430 adalah berkomunikasi melalui serial async ke radio berdaya rendah.

Dengan awal musim dingin ini, ada tingkat kegagalan yang tidak dapat diterima (beberapa persen) dalam suhu dingin. Investigasi telah menemukan bahwa komunikasi serial dengan radio gagal. Generator baudrate untuk port serial diumpankan oleh SMCLK, yang dibagi dari osilator yang dikendalikan secara digital (DCO) MSP430.

Mengapa komunikasi serial gagal pada suhu rendah?

(Catatan: Saya sudah menyelesaikan masalah dan akan segera memposting jawabannya. Petunjuk: itu adalah bug perangkat lunak.)

MSP430 mana yang Anda gunakan? Keluarga yang berbeda memiliki struktur dan kemampuan jam yang berbeda.

DCO akan mengubah frekuensi dengan suhu yang menyebabkan baud rate USART melayang keluar dari spesifikasi. MSP memiliki sensor suhu (tidak terlalu akurat). Anda dapat mengubah nilai-nilai dalam register kontrol DCO untuk mengembalikan frekuensi DCO dalam rentang tetapi ini akan membutuhkan tabel pencarian dikalibrasi yang mencakup kisaran suhu yang Anda harapkan. Beberapa perangkat MSP memiliki tabel kalibrasi DCO yang diprogram ke dalam salah satu sektor flash saat pembuatan, tetapi ini hanya berguna jika mereka mencakup frekuensi yang ingin Anda gunakan, dan saya tidak berpikir bahwa mereka memiliki nilai kompensasi suhu.

Apakah Anda memiliki osilator kristal referensi yang dapat Anda gunakan sebagai sumber kalibrasi? Saya akan selalu mendesain kristal 32kHz dan menggunakannya pada ACLK. Untuk baud rate hingga 9600 ini dapat digunakan secara langsung. Untuk baud rate yang lebih tinggi, Anda harus mengkalibrasi DCO terhadap sinyal ACLK. Bagian-bagian yang lebih baru memiliki FLL perangkat keras yang akan melakukan ini secara otomatis.

Jadi inilah jawabannya:

Produk ini memiliki kristal 32 kHz, dan saya telah membuat kode rutin untuk menyesuaikan frekuensi DCO. Penyesuaian frekuensi menggunakan dua timer, satu dari DCO dan satu dari 32kHz ACLK. Itu didorong oleh sistem yang mengganggu penangkapan / membandingkan, sehingga dapat secara berkala mengkalibrasi ulang dirinya sendiri selama operasi.

Sayangnya, saya memasukkan kalibrasi awal di bagian yang salah dari kode startup saya, di mana interupsi dimatikan. Oleh karena itu kalibrasi tidak terjadi sebelum penggunaan pertama dari port serial, dan inisialisasi akan menunggu respon pada port serial.

Frekuensi DCO dimulai pada nilai kalibrasi pabrik, itulah sebabnya ia bekerja pada suhu kamar.

Plot-plot ini menceritakan kisahnya:

Pertama, kurva suhu-DCO:

Sekarang kurva setelah kalibrasi sebenarnya berfungsi:

Temperatur yang rendah menyebabkan frekuensi DCO naik cukup hingga menyebabkan baud rate UART naik terlalu tinggi? Anda mengukur suhu dan kemudian memberi kompensasi osilator dalam perangkat lunak?