PIC單片機RC振蕩器的使用及校準方法
在PIC的單片機中有多種型號有內(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振蕩器的單片機中，它的內(nèi)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(shù)值來微調(diào)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(chǎn)時測得的校準值。下面我以常用的12C508A和12F629為例加以說明。
12C508A的復位矢量是程序的最高字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(nèi)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(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振蕩器的校準值放入校準寄存器，
bsf _STATUS，5 //在進行C語言調(diào)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(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(shù)(校準值)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(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)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(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，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(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)部復位;掉電復位;代碼保護;數(shù)據(jù)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(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(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(nèi)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(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(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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