PIC單片機(jī)RC振蕩器的使用及校準(zhǔn)方法
出處:電子發(fā)燒友 發(fā)布于:2023-07-17 13:41:58
在PIC的單片機(jī)中有多種型號有內(nèi)部RC振蕩器的功能,從而省去了晶振,不但節(jié)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(nèi)部RC振蕩器的單片機(jī)中,它的內(nèi)部RAM中都會有一個名為OSCCAL的校準(zhǔn)寄存器,通過置入不同的數(shù)值來微調(diào)RC振蕩器的振蕩頻率。并且,單片機(jī)的程序存儲器中,也會有一個特殊的字來儲存工廠生產(chǎn)時測得的校準(zhǔn)值。下面我以常用的12C508A和12F629為例加以說明。
12C508A的復(fù)位矢量是程序的字0x1FF,這個字節(jié)生產(chǎn)商已經(jīng)固定的燒寫為MOVLW 0xXX,指令執(zhí)行后,W寄存器中即為校準(zhǔn)值XX,當(dāng)我們需要校準(zhǔn)時,那么,在緊接著的地址0x0應(yīng)該是一條這樣的指令:MOVWF OSCCAL。接下去RC振蕩器就會以標(biāo)準(zhǔn)的振蕩頻率運(yùn)行了。
12F629的校準(zhǔn)值也存放在字--0x3FF中,內(nèi)容是RETLW 0xXX,但它的復(fù)位矢量卻是0x0。這樣,在我們需要校準(zhǔn)RC振蕩器時,在初始化過程中要加上下面兩句:
CALL 0x3ff
MOVWF OSCCAL
當(dāng)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(jìn)行編譯時已經(jīng)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(fā)生什么問題,但是在用被它作滾動碼解碼器時卻發(fā)現(xiàn)接收距離的離散性很大。經(jīng)多次試驗終于找出是沒對振蕩器的振蕩頻率進(jìn)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(xiàn)這個目的:
1、用內(nèi)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(nèi)部RC振蕩器的校準(zhǔn)值放入校準(zhǔn)寄存器,
bsf _STATUS,5 //在進(jìn)行C語言調(diào)試時應(yīng)屏蔽這段程序
movwf _OSCCAL
#endasm
2、用C語言標(biāo)準(zhǔn)形式
const unsigned char cs @ 0x3ff; //在函數(shù)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(yùn)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(yùn)行到這里之后,并沒有把一個常數(shù)(校準(zhǔn)值)放入W寄存器然后返回,而是繼續(xù)執(zhí)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(yīng)先屏蔽這幾句程序。在程序調(diào)試完成后,需要燒寫時,把注釋符去掉,再編譯就可以了。
我還有一種想法,不用屏蔽語句,那就是用函數(shù)來實現(xiàn),就是在0x3FF起建立一個函數(shù),函數(shù)體內(nèi)只有一條語句,如下:
char jz()
{
return 0;
}
當(dāng)然,還要考慮C函數(shù)返回時,一定會選擇寄存器0,實際上這個函數(shù)的起始地址應(yīng)小于0x3FF。但是我找了我所能找到的參考資料,并上網(wǎng)找了多次,也沒找到為函數(shù)定位的方法,希望有知道的朋友指點一下。
還有,12C508A是性編程的,并且0x1FF處的內(nèi)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(nèi)容。
可12F629是FLASH器件,可多次編程,如果你沒有故意選擇,的編程器(如Microchip的PICSTART PLUS)是不會對存有校準(zhǔn)值的程序空間進(jìn)行編程的。即使你無意中對這個程序空間進(jìn)行了編程,你也可以用一條RETLW 0xXX放在0x3FF處再編程就可以了,但這個XX值可能是不正確的,需經(jīng)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(jìn)行驗證:
#include
//*********************************************************
__CONFIG(INTIO & WDTDIS & PWRTEN & MCLRDIS & BOREN & PROTECT & CPD);
//內(nèi)部RC振蕩器普通IO口;無效看門狗;上電延時;內(nèi)部復(fù)位;掉電復(fù)位;代碼保護(hù);數(shù)據(jù)保護(hù)
//*********************************************************
#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(shù)
//主函數(shù)***************************************************
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(shù)*************************************************
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(zhuǎn),翻轉(zhuǎn)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(jù)此端口電平的值修改OSCCAL寄存器的值。當(dāng)然,從OUT腳的波形周期上反映出了OSCCAL寄存器的值改變。
經(jīng)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(jī)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(jī)的內(nèi)部RC振蕩器時,對其振蕩頻率進(jìn)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(chǎn)品離散性很大的原因。望大家以后使用內(nèi)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(jìn)行了校正,你也別指望這個4MHz的RC振蕩器肯定會很標(biāo)準(zhǔn),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(shù),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(jīng)校正后的值更接近4MHz罷了,這在產(chǎn)品開發(fā)的一開始就要注意的。
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