Arduino UNO R4 minima 電源供給方法でクロックが変わる#2

・2025年5月5日:Arduino UNO R4互換：RA4M1コアボードのクロック 
この続きです。

UNO R4(互換機)、初めての通電がこれ。
・2025年5月2日：Arduino UNO R4互換品：RA4M1コアボード

D5ピンに1MHzの方形波を出してあれこれしてて、ムムムっと
なったのです。
　　　これはまだPLLを試す前

結局、Arduino UNO R4 minimaの純正品を買っちゃいました。
　　純正品には水晶発振子は付いていません。

内蔵クロックの話、純正品でも同じでした。

　・USBで通信＋電源供給したら周波数精度が良。
　　　ジッターはあるけど、水晶発振と見間違えるくらい。
　・USBを外し、外部電源で動かすと周波数が0.2%ほど下がる。

こんな不可思議現象が起こったのです。

この電源供給の方法、新たにこんなことを試してみました。

(1)USBはつながず外部電源で運転開始。
　　　リセット起動で、周波数は下がったまま。

(2)外部電源につないだままUSBコネクタ(PCからの)を挿す。
　　　すると、周波数精度良に。
　　　D8のloopパルスがずっと見えているので
　　　リセットはかかっていない。

(3)外部電源につないだままUSBコネクタを抜く。
　　　すると、周波数が下がる。
　　　リセットはかかっていない。

ブートローダーが走るのは(1)のときだけ。
(2)と(3)でリセットがかかっていないということは、
この発振周波数変化の原因、
　　ブートローダーが何かをしているのか？
は、除外できるでしょう。

そして、マイコンに入っているUSBの信号をオシロで見れるよう
にしてみました。
USB+とUSB-、それにloopパルスと+5V電源を見ます。
USBのケーブルをつなぐタイミングでこんな波形が得られました。

USBケーブルをつなぐと、1ms間隔で何かし始めます。
そして30ms後に何かゴニョゴニョ。
その後50msほどは静かで、ふたたび1ms間隔の通信に
なります。
これがUSBケーブルをつないでいる間、続きます。

ゴニョゴニョ部を拡大すると、loopパルスが途切れて
いるのが見えました。


割り込みで何かしているのだと推測できます。

USBの割り込み処理がどうなっているのかを追いかければ、
この周波数変化の原因と周波数精度アップの手法が見えて
くるかも・・・でっす。

しかし、(1)→(2)の変化はわかるんですが、(2)で安定した
のに(3)で元に戻ってしまうというのも、なんか不思議です。
1ms周期では割り込みはかかっていません。
(3)で抜いた瞬間のloopパルスを見れるようにかな。

※USBコネクタを抜いた瞬間
記録するにはトリガ源が難しい。
こんな波形が得られました。

loopパルスが消えているということは、なんらかの
割り込み処理が行われたという判断になるでしょう。

しかし、ここでクロックを元に戻しているのかどうかは
判断できません。
どこで周波数が変わるのかを調べるのは、ちょいとハードルが
高い。
メインクロックを外に出して、微妙な周波数差を見つけな
ければなりません。
周波数差が大きければなんとかなるんですが。

「ブートローダーが何かをしているのか？
　は、除外できるでしょう。」
と記しましたが、USBの抜き差しを検出して何かの
処理をするよう仕掛けたのはブートローダーに
なるのか、それともUNO R4のsetup()を実行する前の
初期化ルーチンなのか。