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    PIC單片機RC振蕩器的使用及校準方法
  • PIC單片機RC振蕩器的使用及校準方法
  •   發布日期: 2019-03-14  瀏覽次數: 1,040

    PIC的單片機中有多種型號有內部RC振蕩器的功能,從而省去了晶振,不但節省了成本,并且我們還多了兩個IO端口可以使用。

    但是,由于RC振蕩器中電阻、電容的離散性很大,因此,在有內部RC振蕩器的單片機中,它的內部RAM中都會有一個名為OSCCAL的校準寄存器,通過置入不同的數值來微調RC振蕩器的振蕩頻率。并且,單片機的程序存儲器中,也會有一個特殊的字來儲存工廠生產時測得的校準值。下面我以常用的12C508A和12F629為例加以說明。

     


    PIC單片機RC振蕩器的使用及校準方法

    12C508A的復位矢量是程序的最高字0x1FF,這個字節生產商已經固定的燒寫為MOVLW 0xXX,指令執行后,W寄存器中即為校準值XX,當我們需要校準時,那么,在緊接著的地址0x0應該是一條這樣的指令:MOVWF OSCCAL。接下去RC振蕩器就會以標準的振蕩頻率運行了。

    12F629的校準值也存放在最高字--0x3FF中,內容是RETLW 0xXX,但它的復位矢量卻是0x0。這樣,在我們需要校準RC振蕩器時,在初始化過程中要加上下面兩句:

    CALL 0x3ff

    MOVWF OSCCAL

    當然,你還要注意寄存器的塊選擇位。

    以前,我在做項目時,沒太注意這個問題,這是因為在使用12C508A時,HI-TECH在進行編譯時已經偷偷地替我們做了這項工作。它會在程序的0x0處自動加一條MOVWF OSCCAL。用12F629做接收解碼代替2272時也沒發生什么問題,但是在用被它作滾動碼解碼器時卻發現接收距離的離散性很大。經多次試驗終于找出是沒對振蕩器的振蕩頻率進行校正所至。

    因此,需要另外編寫用于校正的語句,我用了兩種方法來實現這個目的:

    1、用內嵌匯編的形式

    #asm //此段匯編程序用于將位于程序段3FFH的

    call 3ffh //內部RC振蕩器的校準值放入校準寄存器,

    bsf _STATUS,5 //在進行C語言調試時應屏蔽這段程序

    movwf _OSCCAL

    #endasm

    2、用C語言標準形式

    const unsigned char cs @ 0x3ff; //在函數體外

    。..

    OSCCAL=cs; //仿真時屏蔽此句

    用這兩種方法都有一個小缺陷--仿真時,程序無法運行,這是由于C編譯器并沒有為我們在0x3FF放置一條RETLW 0xXX的語句。因此,程序運行到這里之后,并沒有把一個常數(校準值)放入W寄存器然后返回,而是繼續執行這條語句的下一句--0x0及其之后的程序,也就是說程序到此就亂了。因此如程序后面注釋所示,在仿真時,應先屏蔽這幾句程序。在程序調試完成后,需要燒寫時,把注釋符去掉,再編譯一次就可以了。

    我還有一種想法,不用屏蔽語句,那就是用函數來實現,就是在0x3FF起建立一個函數,函數體內只有一條語句,如下:

    char jz()

    {

    return 0;

    }

    當然,還要考慮C函數返回時,一定會選擇寄存器0,實際上這個函數的起始地址應小于0x3FF。但是我找了我所能找到的參考資料,并上網找了多次,也沒找到為函數絕對定位的方法,希望有知道的朋友指點一下。

    還有,12C508A是一次性編程的,并且0x1FF處的內容,我們是無法改變的,也就是說你在此處編寫任何指令,編程器都不會為你燒寫,或者說即使燒寫了也不會改變其中的內容。

    可12F629是FLASH器件,可多次編程,如果你沒有故意選擇,正品的編程器(如Microchip的PICSTART PLUS)是不會對存有校準值的程序空間進行編程的。即使你無意中對這個程序空間進行了編程,你也可以用一條RETLW 0xXX放在0x3FF處再編程一次就可以了,但這個XX值可能是不正確的,需經實驗確定(請參考后面說明)。

    為了檢驗OSCCAL的值對振蕩器頻率的影響,特編寫了下面一個小程序進行驗證:

    #include

    //*********************************************************

    __CONFIG(INTIO & WDTDIS & PWRTEN & MCLRDIS & BOREN & PROTECT & CPD);

    //內部RC振蕩器普通IO口;無效看門狗;上電延時;內部復位;掉電復位;代碼保護;數據保護

    //*********************************************************

    #define out GPIO0 //定義輸出端

    #define jc GPIO3 //定義檢測端

    //*********************************************************

    void interrupt zd(); //聲明中斷函數

    //主函數***************************************************

    void main()

    {

    CMCON=7;

    OPTION=0B00000011; //分頻比為1:16,

    TRISIO=0B11111110;

    GPIO=0B00000000;

    WPU=0;

    T0IF=0;

    GIE=1;

    T0IE=1;

    while(1){

    if(jc)OSCCAL=0xFF;

    else OSCCAL=0;

    }

    }

    //中斷函數*************************************************

    void interrupt zd()

    {

    T0IF=0;

    out=!out;

    }

    程序其實很簡單,就是在中斷中讓out腳的電平翻轉,翻轉的時間為4096個指令周期,電平周期為8192個指令周期。而指令的周期又決定于RC時鐘頻率。在主程序中,不斷的檢測JC端口的電平,然后根據此端口電平的值修改OSCCAL寄存器的值。當然,最后從OUT腳的波形周期上反映出了OSCCAL寄存器的值改變。

    經用示波器測量(抱歉,手邊沒有頻率計),JC端接地時,OUT端的電平周期為9.5毫秒左右;而JC端接正電源時,OUT端的電平周期為6毫秒左右。也就是說OSCCAL的值越大,單片機的時鐘頻率越高。并且,這個變化范圍是很大的,因此,如果使用PIC單片機的內部RC振蕩器時,對其振蕩頻率進行校正是十分必要的。這也是我在做滾動碼接收解碼器時,產品離散性很大的原因。望大家以后使用內部RC振蕩器時能夠注意到此點。

    但還有一點要注意,即使你對RC振蕩器進行了校正,你也別指望這個4MHz的RC振蕩器肯定會很標準,實際上它還是一個RC振蕩器,它的振蕩頻率是電壓、溫度的函數,也就是說這個振蕩頻率會隨著電壓和溫度的變化而變化,只是經校正后的值更接近4MHz罷了,這在產品開發的一開始就要注意的。


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