相信有很多愛好單片機(jī)的朋友都用單片機(jī)制作過電子鐘，這的確是一個(gè)很好的鍛煉課題�？墒钱�(dāng)在你享受成功的快樂或是在朋友面前炫耀的時(shí)候，你會(huì)突然間發(fā)現(xiàn)你當(dāng)初對(duì)著電視校準(zhǔn)的電子鐘的時(shí)間竟然變快或是變慢了。于是你就嘗試用各種方法來調(diào)整它的走時(shí)精度，但是最終的效果還是不盡人意，只好每過一段時(shí)間手動(dòng)調(diào)整一次了。漸漸的你有點(diǎn)煩了，不再去管它或是直接棄之不用。 我和大家一樣對(duì)此深有體會(huì)，于是我開始查找翻閱資料，試圖找出一個(gè)解決的好方法。終于有一天…… 廢話太多——stop 原因分析： 1. 單片機(jī)電子鐘的計(jì)時(shí)脈沖基準(zhǔn)是由外部晶振的頻率經(jīng)過12分頻后提供，采用內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。所以，外接晶振頻率精確度直接影響電子鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性。 2. 單片機(jī)電子鐘利用內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出產(chǎn)生中斷（12M晶振一般為50ms）再乘以相應(yīng)的倍率來實(shí)現(xiàn)秒、分、時(shí)的轉(zhuǎn)換。大家都知道從定時(shí)/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生中斷請(qǐng)求到響應(yīng)中斷需要3-8個(gè)機(jī)器周期（如不明白請(qǐng)參考其它資料），定時(shí)中斷子程序中的數(shù)據(jù)入棧和重裝定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值還需要占用數(shù)個(gè)機(jī)器周期，還有從中斷入口轉(zhuǎn)到中斷子程序也要占用一定的機(jī)器周期。 例如： ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP TIMER ；2個(gè)機(jī)器周期 ORG 30HSTART: MOV 30H, #0 MOV 31H, #0 MOV 32H, #0 MOV 33H, #0 MOV 20H, #10 MOV 21H, #2 MOV SP, #40H MOV IP, #00H MOV IE, #82H ;開EA﹑ET0 MOV TMOD, #01H ;定時(shí)器模式1 MOV TH0, #03CH ;50MS初裝值 MOV TL0, #0B0H SETB TR0 ;啟動(dòng)TR0LOOP: …… TIMER: ;定時(shí)器中斷子程序 PUSH ACC ；2個(gè)機(jī)器周期 PUSH PSW ；2個(gè)機(jī)器周期 MOV TL0, #0B0H+6+3 MOV TH0, #03CH …… RETI END 從上面的例子大家可以看出從中斷入口到定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值的低8位裝入需要占用2+2+2=6個(gè)機(jī)器周期。所以我們?cè)?a target="_blank" class="wordstyle">編程時(shí)一般會(huì)把這8個(gè)機(jī)器周期加入定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值。但是從定時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出中斷請(qǐng)求到執(zhí)行中斷需要幾個(gè)機(jī)器周期（3-8個(gè)機(jī)器周期）我們很難確定其準(zhǔn)確值，因此導(dǎo)致了電子鐘計(jì)時(shí)不準(zhǔn)。 解決方法： 1. 采用高精度晶振方案
雖然采用高精度的晶振可以稍微提高電子鐘計(jì)時(shí)的精確度，但是其并不是導(dǎo)致電子鐘計(jì)時(shí)不準(zhǔn)的主要因素，而且高精度的晶振價(jià)格較高，所以不必采用此方案。 2. 動(dòng)態(tài)同步修正方案
從程序入手，采用動(dòng)態(tài)同步修正方法給定時(shí)/計(jì)數(shù)器賦初值。動(dòng)態(tài)同步修正方法：由于定時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出后又會(huì)從0開始自動(dòng)加數(shù)，固在給定時(shí)/計(jì)數(shù)器再次賦值前將定時(shí)/計(jì)數(shù)器低位（TL0）中的值和初始值相加后一并送入定時(shí)/計(jì)數(shù)器中，此時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中的值即為動(dòng)態(tài)同步修正后的準(zhǔn)確值。例如： TIMER: PUSH ACC PUSH PSW MOV A, #0B0H ADD A, TL0 ；初值和TL0中的數(shù)相加即為同步修正值 MOV TL0, A ；修正值送定時(shí)/計(jì)數(shù)器低8位 MOV TH0, #03CH …… RETI 采用了此種方法后相信你的電子鐘的精度已經(jīng)大大提高了。別走開，后面內(nèi)容更精彩。 3. 自動(dòng)調(diào)整方案
采用了同步修正方案后電子鐘的精度雖然提高了很多，但是由于晶振頻率的偏差和一些其它未知因素（同一塊電路板、同樣的程序換了一片單片機(jī)后走時(shí)誤差卻不一樣，不知是何原因）的影響，時(shí)間長(zhǎng)了仍然會(huì)有積累誤差。為此我設(shè)計(jì)出了此自動(dòng)調(diào)整方案，實(shí)際也是一種容錯(cuò)技術(shù)。其自動(dòng)調(diào)整原理為：實(shí)測(cè)出誤差1秒所需的時(shí)間，然后每隔這樣一段時(shí)間后就對(duì)秒進(jìn)行加1或減一調(diào)整。例如：電子鐘每過50小時(shí)就慢1秒，其自動(dòng)調(diào)整程序如下： TIMER: ;定時(shí)中斷程序 PUSH ACC ;數(shù)據(jù)保護(hù) PUSH PSW …… T_3: INC A_1 MOV A, A_1 CJNE A, #50, RETI_1 ;到50小時(shí)了嗎? INC S_1 ;到50小時(shí)秒加1 MOV A_1, #OOH RETI_1: POP PSW POP ACC RETI 使用此方法調(diào)整較費(fèi)時(shí)間，但是效果非常好，經(jīng)實(shí)驗(yàn)一次調(diào)整可以將月誤差控制在1秒左右，如按此方法再次測(cè)出誤差1秒所需的天數(shù)并進(jìn)行二次調(diào)整，其精度會(huì)更高。 電子鐘源程序：(修改后)修改前的源程序可以到論壇<單片機(jī)技術(shù)交流>里看我發(fā)的<簡(jiǎn)單的電子鐘源程序>一文 S_1 EQU 30H ;秒寄存器 M_1 EQU 31H ;分寄存器 H_1 EQU 32H ;時(shí)寄存器 A_1 EQU 33H ;自動(dòng)調(diào)整寄存器 ORG 00H LJMP START ORG 03H RETI ORG 0BH ;定時(shí)中斷入口 LJMP TIMER ORG 13H RETI ORG 1BH RETI ORG 30H START: MOV S_1, #0 ;秒、分、時(shí)寄存器清0 MOV M_1, #0 MOV H_1, #0 MOV A_1, #0 MOV 20H, #10 ;0.5秒鐘中斷次數(shù)，0.5s=500ms=50msx10 MOV 21H, #2 ;2個(gè)0.5秒即為1秒 MOV SP, #40H ;堆棧指針設(shè)置 MOV IE, #82H ;開定時(shí)器0中斷及總中斷 MOV TMOD, #01H ;定時(shí)器0模式1 MOV TH0, #03CH ;50ms初值 MOV TL0, #0B0H SETB TR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器0 LOOP: ACALL DISP ;調(diào)用顯示 JNB P3.4, MT ;查詢分調(diào)整鍵 JNB P3.5, HT ;查詢時(shí)調(diào)整鍵 AJMP LOOP MT: ;分調(diào)整 ACALL DISP JNB P3.4, MT ;鍵消抖 INC M_1 ;分加1 MOV A, M_1 CJNE A, #60, LOOP ;沒到60分返回，到60分清0 MOV M_1, #0 AJMP LOOP HT: ;時(shí)調(diào)整 ACALL DISP JNB P3.5, HT INC H_1 MOV A, H_1 CJNE A, #24, LOOP MOV H_1, #0 AJMP LOOP DISP: ;顯示子程序 MOV DPTR, #NUMTAB ;表地址送數(shù)據(jù)指針 MOV A, M_1 ;分送A MOV B, #10 DIV AB ;十進(jìn)制調(diào)整 ADD A, R0 ;查表偏移量調(diào)整 MOVC A, @A+DPTR ;查表 MOV P1, A ;分十位送p1口顯示 CLR P3.2 ;開分十位顯示 ACALL D1MS ;延時(shí)1ms SETB P3.2 ;關(guān)顯示 MOV A, B ;分個(gè)位p1口顯示 ADD A, R0 MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A CLR P3.3 ACALL D1MS SETB P3.3 MOV A, H_1 ;時(shí)送A MOV B, #10 DIV AB ADD A, R0 MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A CLR P3.0 ;顯示時(shí)十位 ACALL D1MS SETB P3.0 MOV A, B ADD A, R0 MOVC A, @A+DPTR MOV P1, A CLR P3.1 ;顯示時(shí)個(gè)位 ACALL D1MS SETB P3.1 RET ;返回 TIMER: ;定時(shí)中斷程序 PUSH ACC ;數(shù)據(jù)保護(hù) PUSH PSW MOV A, #0B0H ;同步修正 ADD A, TL0 MOV TL0, A ;重置50ms定時(shí)值 MOV TH0, #03CH DJNZ 20H, RETI_1 ;到0.5秒了嗎？ MOV 20H, #10 CPL 25H.0 ;取反秒點(diǎn)閃爍標(biāo)志位 JNB 25H.0, T_1 ;標(biāo)志位為0轉(zhuǎn)T_1 MOV R0, #0 ;查表偏移量寄存器置0（不顯示秒點(diǎn)） AJMP T_2 T_1: MOV R0, #10 ;查表偏移量寄存器置10（顯示秒點(diǎn)，秒點(diǎn)每秒閃爍1次） T_2: DJNZ 21H, RETI_1 ;到1秒了嗎？ MOV 21H, #2 INC S_1 ;秒加1 MOV A, S_1 CJNE A, #60, RETI_1 ;到60秒了嗎？ MOV S_1, #0 ;到60秒清0 INC M_1 ;分加1 MOV A, M_1 CJNE A, #60, RETI_1 ;到60分了嗎？ MOV M_1, #0 INC H_1 ;時(shí)加1 MOV A, H_1 CJNE A, #24, T_3 ;到24小時(shí)了嗎？ MOV H_1, #00H T_3: ;自動(dòng)調(diào)整 INC A_1 MOV A, A_1 CJNE A, #50, RETI_1 INC S_1 MOV A_1, #OOH RETI_1: POP PSW POP ACC RETI D1MS: ;1毫秒延時(shí) MOV R7, #2 D_1: MOV R6, #250 DJNZ R6, $ DJNZ R7, D_1 RET NUMTAB: DB 10H,0D3H,48H,41H,83H,21H,20H,53H,00H,01H;不顯示秒點(diǎn) DB 14H,0D7H,4CH,45H,87H,25H,24H,57H,04H,05H;顯示秒點(diǎn) END 由于本人接觸單片機(jī)的時(shí)間不長(zhǎng)，文章中難免有錯(cuò)誤之處，還請(qǐng)大家多指教。如有其他問題可以在論壇上討論。本文可以自由傳播，但請(qǐng)注明作者及出處。 |
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