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看了一個(gè)關(guān)于單片機(jī)內(nèi)部RC頻率校正的帖子，對(duì)我做的電路非常擔(dān)憂，我這個(gè)電路既有18B20，又有串口通信，沒有外接晶體，萬(wàn)一內(nèi)部RC振蕩器精度不夠，就白忙乎了。本想做個(gè)簡(jiǎn)易恒溫箱，覺得太麻煩，突然想到，用電吹風(fēng)加溫一樣可以測(cè)試，正好我的電路上有兩個(gè)18B20，把兩個(gè)18B20放在單片機(jī)旁邊，用電吹風(fēng)加熱，18B20測(cè)試到的溫度和芯片的溫度應(yīng)該相差不會(huì)太大。首先百度了一下波特率如何計(jì)算？搜到這樣一段話：當(dāng)波特率為9600bps時(shí)，傳輸一個(gè)bit的時(shí)間間隔大約為104.16us；波特率為115200bps時(shí)，傳輸一個(gè)bit的時(shí)間間隔大約為8us。用計(jì)數(shù)器算了一下，基本上知道如何計(jì)算波特率，再用電腦通過(guò)串口調(diào)試助手發(fā)送0x7f。
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2022-6-6 22:13 上傳
0x7f的波形原來(lái)是這個(gè)樣子，波特率選9600bps，示波器測(cè)量一個(gè)bit的寬度是105us和9.549k，經(jīng)過(guò)計(jì)算，波特率分別為9523bps和9549bps。
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2022-6-6 22:13 上傳
這是0x7f、0x55、0xaa波形，屏幕可以顯示18個(gè)bit的寬度是1.87ms和534.4Hz，經(jīng)過(guò)計(jì)算，波特率分別為9525bps和9616bps，基本接近9600bps，由于我的示波器是虛擬示波器，誤差肯定有，但是搞不清是電腦發(fā)送的誤差還是示波器的誤差？又由于示波器測(cè)到的波形寬度，Hz的精度高于mS，之后的測(cè)量就只記錄Hz了。
接下來(lái)測(cè)試ATMEGA8L在常溫26度的波特率，增加一個(gè)0x7f的發(fā)送，著重測(cè)量0x7f的波形，按9bit長(zhǎng)度是266.2Hz，經(jīng)過(guò)計(jì)算，波特率為2395bps，實(shí)際上波特率就是2400bps，我編程序的時(shí)候根本沒有考慮具體的波特率是多少，只用示波器看波形，用100Hz的過(guò)零信號(hào)發(fā)送，1秒鐘發(fā)送100個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)的寬度占過(guò)零脈沖的一半左右就可以了。
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2022-6-6 22:13 上傳
我的這個(gè)電路是從機(jī)的兩個(gè)18B20測(cè)到的溫度值用串口發(fā)送到主機(jī)，主機(jī)數(shù)碼管的3、4和5、6位顯示溫度，我用電吹風(fēng)把從機(jī)加溫到60度以上，我看見溫度值顯示正常就說(shuō)明沒有問(wèn)題了，繼續(xù)測(cè)量也就是為了得到一個(gè)比較精確的誤差值。60度的時(shí)候，9個(gè)bit0x7f的波形長(zhǎng)度是264.1Hz，經(jīng)過(guò)計(jì)算，波特率分別為2376bps。進(jìn)一步計(jì)算，26度的常溫和60度以上的溫度，ATMEGA8L的內(nèi)部RC振蕩器的頻率僅僅出現(xiàn)0.788%的誤差，連1%的誤差都沒有達(dá)到，據(jù)說(shuō)串口通信最大誤差不要超過(guò)5%，通常誤差在2.5%以內(nèi)是沒有問(wèn)題的。至于18B20的最大誤差，以前就測(cè)試過(guò)， 18B20寫時(shí)序?yàn)?的時(shí)候?qū)纫笞罡撸钌傺訒r(shí)16μS，最佳延時(shí)20μS，最大延時(shí)24μS，算下來(lái)18B20的最大誤差居然達(dá)到±16%，更是不用擔(dān)心。
接下來(lái)測(cè)試STC8H1K08，26度常溫，9個(gè)bit0x7f的波形長(zhǎng)度是260.5Hz，經(jīng)過(guò)計(jì)算，波特率為2344bps。再接下來(lái)的測(cè)試簡(jiǎn)直跌破眼鏡，0x7f的波形加溫到60度以上的值和常溫26度的值居然一模一樣，都不相信自己的眼睛了，又試了幾遍，還是一樣，STC單片機(jī)的內(nèi)部RC振蕩器會(huì)有那么高級(jí)？難道有溫度補(bǔ)償？不可能，換一片試試。
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由于我自己做的測(cè)試板非常方便，左右一交換，重新寫一下程序，就是換了一片做測(cè)試，26度常溫，9個(gè)bit0x7f的波形長(zhǎng)度是260.3Hz，60度以上高溫，9個(gè)bit0x7f的波形長(zhǎng)度長(zhǎng)度是260.7Hz，又測(cè)試一片，26度常溫，9個(gè)bit0x7f的波形長(zhǎng)度是260.7Hz，60度以上高溫，9個(gè)bit0x7f的波形長(zhǎng)度是259.8Hz，不用計(jì)算波特率了，三片STC8H1K08常溫26度和60度以上高溫，內(nèi)部RC振蕩器頻率的最大誤差只有0.34%。繼續(xù)再測(cè)試另外一片ATMEGA8L，算出兩片ATMEGA8L常溫高溫RC振蕩器頻率最大誤差0.86%。
總體而言，無(wú)論是ATMEGA8L還是STC8H1K08，內(nèi)部RC振蕩器的精度基本夠用，沒有特別特殊的要求，不需要外接晶體，ATMEGA8L內(nèi)部RC振蕩器最高頻率是8兆，STC8H1K08內(nèi)部RC振蕩器最高頻率高達(dá)35兆，理論上STC8H1K08內(nèi)部RC振蕩器比ATMEGA8L內(nèi)部RC振蕩器精度高4倍以上。我用ATMEGA8L內(nèi)部RC振蕩器僅僅是1兆，這個(gè)速度大概相當(dāng)于傳統(tǒng)89C51單片機(jī)外接8兆左右晶體的速度，基本夠我用了，STC8H1K08內(nèi)部RC振蕩器我也只用1兆，感覺比ATMEGA8L內(nèi)部RC振蕩器1兆的速度還要快一些，由于有的STC8H1K08內(nèi)部RC振蕩器不能燒寫到1兆，只有被迫使用1.2兆。
忍不住測(cè)試常溫ATMEGA16,5V供電和3.3V供電的內(nèi)部RC振蕩器誤差達(dá)到了4%，STC8H1K08，5V供電和3.3V供電的內(nèi)部RC振蕩器誤差竟然只有0.04%，證明電壓的變化造成的RC振蕩器誤差超過(guò)溫度，STC的表現(xiàn)比AVR更好一些，看來(lái)我準(zhǔn)備用STC8H1K08替代ATMEGA8L是比較放心的。雖然我的這個(gè)測(cè)試精度不是很高，也有一定局限性，但是，基本上還是八九不離十，影響單片機(jī)內(nèi)部RC振蕩器的精度也就是電壓和溫度，只要不是電池供電，電壓的影響可以忽略不計(jì)，剩下的只有溫度了，我這里是南方，一年四季很少有低于零度的情況，我做的這個(gè)東西又不太可能到北方去用。我用最低的單片機(jī)內(nèi)部RC振蕩器編程，又用較低的波特率通信，是為了降低單片機(jī)內(nèi)部RC振蕩器的精度要求，不知道我的測(cè)試方法還有這些理念有沒有什么錯(cuò)誤？歡迎大家批評(píng)指正！
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