PIC单片机的内部RC振荡器的校准介绍

在PIC的单片机中有多种型号有内部RC振荡器的功能，从而省去了晶振，不但节省了成本，并且我们还多了两个IO端口可以使用。
　　但是，由于RC振荡器中电阻、电容的离散性很大，因此，在有内部RC振荡器的单片机中，它的内部RAM中都会有一个名为OSCCAL的校准寄存器，通过置入不同的数值来微调RC振荡器的振荡频率。并且，单片机的程序存储器中，也会有一个特殊的字来储存工厂生产时测得的校准值。下面我以常用的12C508A和12F629为例加以说明。
　　12C508A的复位矢量是程序的最高字0x1FF，这个字节生产商已经固定的烧写为LW 0xXX，指令执行后，W寄存器中即为校准值XX，当我们需要校准时，那么，在紧接着的地址0x0应该是一条这样的指令：MOVWF OSCCAL。接下去RC振荡器就会以标准的振荡频率运行了。
　　12F629的校准值也存放在最高字－－0x3FF中，内容是RETLW 0xXX，但它的复位矢量却是0x0。这样，在我们需要校准RC振荡器时，在初始化过程中要加上下面两句：
    CALL  0x3ff
    WF OSCCAL
　　当然，你还要注意寄存器的块选择位。
　　以前，我在做项目时，没太注意这个问题，这是因为在使用12C508A时，HI－TECH在进行编译时已经偷偷地替我们做了这项工作。它会在程序的0x0处自动加一条WF OSCCAL。用12F629做接收解码代替2272时也没发生什么问题，但是在用被它作滚动码解码器时却发现接收距离的离散性很大。经多次试验终于找出是没对振荡器的振荡频率进行校正所至。
　　因此，需要另外编写用于校正的语句，我用了两种方法来实现这个目的：
　　1、用内嵌汇编的形式
　　#asm   //此段汇编程序用于将位于程序段3FFH的
　  call 3ffh  //内部RC振荡器的校准值放入校准寄存器,
  　bsf _STATUS,5  //在进行C语言调试时应屏蔽这段程序
　  wf _OSCCAL
　　#endasm
　　2、用C语言标准形式
　　const unsigned char cs @ 0x3ff; //在函数体外
　　...
　　OSCCAL=cs;   //仿真时屏蔽此句
　　用这两种方法都有一个小缺陷－－仿真时，程序无法运行，这是由于C编译器并没有为我们在0x3FF放置一条RETLW 0xXX的语句。因此，程序运行到这里之后，并没有把一个常数（校准值）放入W寄存器然后返回，而是继续执行这条语句的下一句－－0x0及其之后的程序，也就是说程序到此就乱了。因此如程序后面注释所示，在仿真时，应先屏蔽这几句程序。在程序调试完成后，需要烧写时，把注释符去掉，再编译一次就可以了。
　　我还有一种想法，不用屏蔽语句，那就是用函数来实现，就是在0x3FF起建立一个函数，函数体内只有一条语句，如下：
　　char jz()
　　{
　　　 return 0;
　　}
　　当然，还要考虑C函数返回时，一定会选择寄存器0,实际上这个函数的起始地址应小于0x3FF。但是我找了我所能找到的参考资料，并上网找了多次，也没找到为函数绝对定位的方法，希望有知道的朋友指点一下。
　　还有，12C508A是一次性编程的，并且0x1FF处的内容，我们是无法改变的，也就是说你在此处编写任何指令，编程器都不会为你烧写，或者说即使烧写了也不会改变其中的内容。
　　可12F629是FLASH器件，可多次编程，如果你没有故意选择，正品的编程器（如Microchip的PICSTART  PLUS）是不会对存有校准值的程序空间进行编程的。即使你无意中对这个程序空间进行了编程，你也可以用一条RETLW 0xXX放在0x3FF处再编程一次就可以了，但这个XX值可能是不正确的，需经实验确定（请参考后面说明）。
　　为了检验OSCCAL的值对振荡器频率的影响，特编写了下面一个小程序进行验证：
#include
//*********************************************************
__CONFIG(INTIO & WDTDIS & PWRTEN & MCLRDIS & BOREN & PROTECT & CPD);
//内部RC振荡器普通IO口;无效看门狗;上电延时;内部复位;掉电复位;代码保护;数据保护
//*********************************************************
#define out GPIO0  //定义输出端
#define jc GPIO3  //定义检测端
//*********************************************************
void interrupt zd();  //声明中断函数
//主函数***************************************************
void main()
{
 CMCON=7;
 OPTION=0B00000011; //分频比为1：16,
 TRISIO=0B11111110;
 GPIO=0B00000000;
 WPU=0;
 T0IF=0;
 GIE=1;
 T0IE=1;
 while(1){
   if(jc)OSCCAL=0xFF;
   else OSCCAL=0;
 }
}
//中断函数*************************************************
void interrupt zd()
{
 T0IF=0;
 out=!out;
}
　　程序其实很简单，就是在中断中让out脚的电平翻转，翻转的时间为4096个指令周期，电平周期为8192个指令周期。而指令的周期又决定于RC时钟频率。在主程序中，不断的检测JC端口的电平，然后根据此端口电平的值修改OSCCAL寄存器的值。当然，最后从OUT脚的波形周期上反映出了OSCCAL寄存器的值改变。
　　经用示波器测量（抱歉，手边没有频率计），JC端接地时，OUT端的电平周期为9.5毫秒左右；而JC端接正电源时，OUT端的电平周期为6毫秒左右。也就是说OSCCAL的值越大，单片机的时钟频率越高。并且，这个变化范围是很大的，因此，如果使用PIC单片机的内部RC振荡器时，对其振荡频率进行校正是十分必要的。这也是我在做滚动码接收解码器时，产品离散性很大的原因。望大家以后使用内部RC振荡器时能够注意到此点。
　　但还有一点要注意，即使你对RC振荡器进行了校正，你也别指望这个4MHz的RC振荡器肯定会很标准，实际上它还是一个RC振荡器，它的振荡频率是电压、温度的函数，也就是说这个振荡频率会随着电压和温度的变化而变化，只是经校正后的值更接近4MHz罢了，这在产品开发的一开始就要注意的。