「UART←→IrDA」変換IC、MCP2122のクロック供給 #2

MCP2122のクロック供給(ボーレートの16倍の周波数)、8ピン・マイコンで
処理しようとすると、こんな感じかな。

まず、外部発振子が使える「ATtiny25～85」。

「4.9152MHz」の発振子から素直に153.6kHzが作れます。
水晶でもセラロックでもOKというところ。

内部クロックしかダメな「ATtiny13A」の場合、
「工場出荷」状態のクロック精度が「10%」。

ちょっときびしい。

ATtiny13Aだと、OSCCAL値を変えることでクロック周波数が
変化します。

代表特性だと、9.6MHzで90くらいでしょうか。
　　※しかし、これがけっこう変動

そこで・・・まず問題。
9.6MHzから153.6kHzを出したいんだけれど・・・割り切れない。
クロック 9.6MHz÷153.6kHz = 62.5
デューティ50%の方形波駆動なのでタイマーの設定は1/62。
　　9.6MHz÷62 = 154.839kHz
解決方法として、内蔵クロックを9.6MHzにするのではなく、
　　153.6kHz × 62 = 9.5232MHz
　　153.6kHz × 64 = 9.8304MHz
に調整すると1/62あるいは1/64で誤差が出なくなる
分周比が使えるようになります。
　　9.8304MHzはATtiny25で図示した
　　4.9152MHzの倍の周波数。

問題はこの校正方法。
こんな回路にしてみました。

小さい字で書いていますが、
TP2に「1kHzパルス」を入れ込んでリセットしたら、
1kHzの周期を数えてそこから9.8304MHz近傍の
OSCCAL値を出そうという試み。
結果は内蔵フラッシュROMに自分書きして保存。
ATtiny13Aでの「Self-programming」は初体験。
　　※何かいけないようなことをしている気分・・・
EEPROMでも良かったのですが、
　　プログラムの中に置いたデータを書き換えるのは
　　どうすれば？
　　ATtiny13AのSPM命令、どう使うんだ？
　　SPMCSRレジスタ、制御の手順は？
の検証です。
ATtiny13AのROMメモリーは、わずかに1kバイト。
制御はとうぜんですが、アセンブラー。
　　なかなか楽しい。

※ATtiny13A制御のソースファイル(圧縮)
　　・ダウンロード - irda_x16_1.zip
ちょっと手直しして↓
　　・ダウンロード - irda_x16_1a.zip

※ATtiny25を使う場合 (XTAL必要)
　　・ダウンロード - irda_tn25_1.zip

　　　　　ご自由にどうぞ。

・ヒューズの設定はソースファイル内に記しています。
　　　正しく設定しないと動きません。

・ATtiny25だとプログラムはわずか58バイト。
　RAMエリアの初期化ルーチンもありません。

・AVRマイコン・ATtiny13Aのフラッシュメモリ
　「自己プログラミング」の例題になるかと思います。
　この時しか使わない「AVRマイコンのSPM命令」。
　その使い方のサンプルにどうぞ。
　アセンブラで書けばマイコンへ命令している
　様子がよくわかるかと。
　「Ｃ」はいろんな関数があって便利なんですが、
　あれこれ余計にところ(いろんなマイコンに対応)まで
　記述されていて「ほんまはどう動いてんねん！？」が
　隠れてしまうことがありますんで、困ったものです。

そうそう。「自己プログラミング」する時は
　　AVRマイコンのSUT、BODヒューズ
の中の「SELFPRGEN」ヒューズを「許可=0に」しなくちゃ
いけません。

※1kHzクロックパルス供給によるOSCCALの校正実行
校正処理、こんなタイミングです。
2秒ほどで終了。

OSCCALに設定する値を0から順に+1。(maxは127)
その時の1kHz↓エッジパルス間隔をソフトのループでカウント。
目標9.8304MHzと処理サイクル数から欲しいカウント値を
越えたところで停止。
今のと直前のカウント値を見て、どちらのOSCCAL設定を
使うかを決めています。
オシロ波形、PB4に出してる確認パルスを数えれば、
どれだけOSCCALを変えたかが分かります。
その値をフラッシュROMに記録(自己プログラミング)して、
次回の起動はその値を使ってという流れになります。
　　フラッシュROMの空きには、そのあたりの
　　情報も書いてますんで、読み出せば校正の結果が
　　見えます。

※実験(デバッグ)してる様子

SOPのATtiny13Aを4つ用意して(DIP変換基板にハンダ)
あれこれと。

※ATtiny13Aでの校正値の取得方法
　MCP2122への供給クロックは153.6kHz。
　153.6kHz* 64 = 9.8304MHz。←これに合わせ込む

(1) OSCCALを0から順に+1。 maxは127。
(2) INT0入力1kHzパルスの↓エッジ間の時間を
　　ループカンタで計測。
(3) 目標の「9.8304MHz」は1msで=9830クロック。
　　そして、ループのサイクル数が7。
(4) 9830/7で「1404」が判定するカウント値。
(5) この値と同じか大きくなったらOCSCALの
　　インクリメントを停止。
(6) 直前のカウント値と停止したカウント値、
　　どちらが「1404」に近いかを判断して、
　　どちらのOSCCALを使うか(今のか直前のか)
　　を判断。
(7) 結果をフラッシュROM(0x01F0～0x01FF)に残す。

・フラッシュROMに残すデータ(wordで示す)

0x01F0: 1kHz校正データ　これをOSCCALとして使う。(a)
　　　　CNT_H検出時のOSCCALデータ。
0x01F1: 工場出荷時のOSCCALLデータ。
　　　　0x00
0x01F2: 1kHzチェックカウンタ L側。
　　　　カウント越え直前のカウント値
0x01F3: 1kHzチェックカウンタ H側。
　　　　1404カウントを越えた時のカウント値

　　　※欲しいのは(a)のデータだけ。
　　　　あとはチェック用。

・校正例　チップ#2
工場出荷時のOSCCAL値　　　　65
工場出荷時OSCCALでの周波数　149.9kHz
校正後のOSCCAL　　　　　　　67
校正後の周波数　　　　　　　153.1kHz
直前のカウント値　　　　　　1397 ←1404に近い
直前のOSCCAL値　　　　　　　67　　これを使う
検出カウント値　　　　　　　1413
検出OSCCAL値　　　　　　　　68

・チップ#4
工場出荷時のOSCCAL値　　　　77
工場出荷時OSCCALでの周波数　142.0kHz
校正後のOSCCAL　　　　　　　84
校正後の周波数　　　　　　　153.3kHz
直前のカウント値　　　　　　1392
直前のOSCCAL値　　　　　　　83
検出カウント値　　　　　　　1407 ←1404に近い
検出のOSCCAL値　　　　　　　84　　これを使う