PIC單片機(jī)RC振蕩器的使用及校準(zhǔn)方法

在PIC的單片機(jī)中有多種型號(hào)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(gè)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(huì)有一個(gè)名為OSCCAL的校準(zhǔn)寄存器，通過(guò)置入不同的數(shù)值來(lái)微調(diào)RC振蕩器的振蕩頻率。并且，單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中，也會(huì)有一個(gè)特殊的字來(lái)儲(chǔ)存工廠生產(chǎn)時(shí)測(cè)得的校準(zhǔn)值。下面我以常用的12C508A和12F629為例加以說(shuō)明。

12C508A的復(fù)位矢量是程序的最高字0x1FF，這個(gè)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(shí)，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(huì)以標(biāo)準(zhǔn)的振蕩頻率運(yùn)行了。

12F629的校準(zhǔn)值也存放在最高字--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(shí)，在初始化過(guò)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(xiàng)目時(shí)，沒(méi)太注意這個(gè)問(wèn)題，這是因?yàn)樵谑褂?2C508A時(shí)，HI-TECH在進(jìn)行編譯時(shí)已經(jīng)偷偷地替我們做了這項(xiàng)工作。它會(huì)在程序的0x0處自動(dòng)加一條MOVWF OSCCAL。用12F629做接收解碼代替2272時(shí)也沒(méi)發(fā)生什么問(wèn)題，但是在用被它作滾動(dòng)碼解碼器時(shí)卻發(fā)現(xiàn)接收距離的離散性很大。經(jīng)多次試驗(yàn)終于找出是沒(méi)對(duì)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(yǔ)句，我用了兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)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(yǔ)言調(diào)試時(shí)應(yīng)屏蔽這段程序

movwf _OSCCAL

#endasm

2、用C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)形式

const unsigned char cs @ 0x3ff; //在函數(shù)體外

。..

OSCCAL=cs; //仿真時(shí)屏蔽此句

用這兩種方法都有一個(gè)小缺陷--仿真時(shí)，程序無(wú)法運(yùn)行，這是由于C編譯器并沒(méi)有為我們?cè)?x3FF放置一條RETLW 0xXX的語(yǔ)句。因此，程序運(yùn)行到這里之后，并沒(méi)有把一個(gè)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(yǔ)句的下一句--0x0及其之后的程序，也就是說(shuō)程序到此就亂了。因此如程序后面注釋所示，在仿真時(shí)，應(yīng)先屏蔽這幾句程序。在程序調(diào)試完成后，需要燒寫時(shí)，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(yǔ)句，那就是用函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，就是在0x3FF起建立一個(gè)函數(shù)，函數(shù)體內(nèi)只有一條語(yǔ)句，如下：

char jz()

{

return 0;

}

當(dāng)然，還要考慮C函數(shù)返回時(shí)，一定會(huì)選擇寄存器0，實(shí)際上這個(gè)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(méi)找到為函數(shù)絕對(duì)定位的方法，希望有知道的朋友指點(diǎn)一下。

還有，12C508A是一次性編程的，并且0x1FF處的內(nèi)容，我們是無(wú)法改變的，也就是說(shuō)你在此處編寫任何指令，編程器都不會(huì)為你燒寫，或者說(shuō)即使燒寫了也不會(huì)改變其中的內(nèi)容。

可12F629是FLASH器件，可多次編程，如果你沒(méi)有故意選擇，正品的編程器(如Microchip的PICSTART PLUS)是不會(huì)對(duì)存有校準(zhǔn)值的程序空間進(jìn)行編程的。即使你無(wú)意中對(duì)這個(gè)程序空間進(jìn)行了編程，你也可以用一條RETLW 0xXX放在0x3FF處再編程一次就可以了，但這個(gè)XX值可能是不正確的，需經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定(請(qǐng)參考后面說(shuō)明)。

為了檢驗(yàn)OSCCAL的值對(duì)振蕩器頻率的影響，特編寫了下面一個(gè)小程序進(jìn)行驗(yàn)證：

#include

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

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

//內(nèi)部RC振蕩器普通IO口;無(wú)效看門狗;上電延時(shí);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(cè)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(shí)很簡(jiǎn)單，就是在中斷中讓out腳的電平翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)的時(shí)間為4096個(gè)指令周期，電平周期為8192個(gè)指令周期。而指令的周期又決定于RC時(shí)鐘頻率。在主程序中，不斷的檢測(cè)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，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(cè)量(抱歉，手邊沒(méi)有頻率計(jì))，JC端接地時(shí)，OUT端的電平周期為9.5毫秒左右;而JC端接正電源時(shí)，OUT端的電平周期為6毫秒左右。也就是說(shuō)OSCCAL的值越大，單片機(jī)的時(shí)鐘頻率越高。并且，這個(gè)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(shí)，對(duì)其振蕩頻率進(jìn)行校正是十分必要的。這也是我在做滾動(dòng)碼接收解碼器時(shí)，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(shí)能夠注意到此點(diǎn)。

但還有一點(diǎn)要注意，即使你對(duì)RC振蕩器進(jìn)行了校正，你也別指望這個(gè)4MHz的RC振蕩器肯定會(huì)很標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際上它還是一個(gè)RC振蕩器，它的振蕩頻率是電壓、溫度的函數(shù)，也就是說(shuō)這個(gè)振蕩頻率會(huì)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(kāi)發(fā)的一開(kāi)始就要注意的。