PIC 16f688 : Timer 1 ungenau

[Uwe P. (quappe)]

Hallo Zusammen,

aktuell bastel ich an einer Meßschaltung um die Kapazität eines
LIPO-Akku zu ermitteln.Der Ablauf ist folgender :
1. Akku auf 4,15 V laden
2. bei Erreichen von 4,15V noch Zeit x warten
3. Umschalten auf Entladung bis 3,75 V erreicht sind dabei die Zeit 
zählen
4. Laden bis 3,9 V zur Lagerung des Akku

Das Programm an sich funktioniert. Leider habe ich Problem mit dem 
Timer1. Der Timer läuft  nicht mit 2HZ. Die Interrupt-Service-Routine 
ist bewusst klein gehalten. Mit den Presets s. Proggy verliere ich in 2 
Minuten 3 Sekunden.

Trotz stundenlanger Suche kann ich keinen Fehler finden.

Der Code ist in CC5X geschrieben.

Quellcode

// RA0 = Analog Input      RC0 = LCD RS-Pin
// RA1 = Output Relais Laden    RC1 = LCD E-Pin   R/W = GND
// RA2 = Output Relais Entladen    RC2 = LCD D4
// RA3 = Input  Taster      RC3 = LCD D5
// RA4 = Output n.n      RC4 = LCD D6
// RA5 = Output LED      RC5 = LCD D7


#include "16F688.H"
#pragma config |= 0b11.0011.1101.0100      // Konfigurations-Wort

uns16  AD_DEZ, ZAHL;
uns16  EIN, ZEH, HUN, TSD;
uns16   MERKER1, MERKER2, SEK;
bit   LADEN      @ PORTA.1;
bit   ENTLADEN  @ PORTA.2;
bit    START    @ PORTA.3;
char   WAS;    // N=Nichts ; L=Laden ; E=Entladen
uns8  LAUF;    // Anzahl Durchlauf
float24  mAh;    // Kapazität in mAh



#include "int16CXX.H"
#pragma origin 4
interrupt ISR( void)
{
 int_save_registers          // W, WAS (and PCLATH)
 GIE = 0;            // Interrupts global aus
 TMR1ON=0;    
 if (TMR1IF)
  {
  SEK++;
  TMR1IF   = 0;          // Timer1 Interruptflag Löschen;
   TMR1H  = 11;               // preset for timer1 MSB register
   TMR1L  = 71;               // preset for timer1 LSB register
   }
 TMR1ON=1;
 GIE    = 1;          // Interrupts global an
 int_restore_registers       // W, WAS (and PCLATH)
}

#define LCD_RS    0b0000.0001             //RS-Pin ist Bit0, LCD Register Select (RC0)
#define LCD_CS    0b0000.0010             //E-Pin ist Bit1, LCD Chip Select (RC1)

#pragma char PORTQ @ PORTC               //PORT auswählen, DB7-Bit5, DB6-Bit4, DB5-Bit3, DB4-Bit2

#include "delay4.c"
#include "math16.h"
#include "lcd.c"
#include "MATH24F.H"


void ADC(void)
{
  uns16   ADWERT;          // 16 Bit Variable
  uns16   ADSUM;
  int    i;
  uns16 AD_64;
  uns16 AD_128;
  ADSUM=0;
  for(i=1;i<65;i++)          // Mittelwert über 64 Messungen 
  {
   GO=1;               // Wandlung wird gestartet
   while (GO);             // Hier wird gewartet bis die Wandlung beendet ist
     ADWERT = ADRESH;        // Wert aus Registern zusammenbasteln
  ADWERT = ADWERT << 8;      // Ergebnis steht im adwert 5V / 10 bit = 5/1024 = 4,8mV Auflösung
  ADWERT = ADWERT | ADRESL;
    ADSUM  = ADSUM + ADWERT;
    Delay1ms(1);   
  } 
    ADSUM  = ADSUM >> 6;      // 16-Bit Variable = Mittelwert obere 10 Bit
  AD_DEZ = ADSUM + ADSUM ;
  AD_DEZ = AD_DEZ + AD_DEZ;
    AD_DEZ = AD_DEZ + ADSUM;     // AD_DEZ = (ADWERT * 5) / 1,024
    AD_64  = AD_DEZ;
    AD_128 = AD_DEZ;
    AD_64  = AD_64 >> 6;
    AD_128 = AD_128 >> 7;
  AD_DEZ = AD_DEZ - AD_64 ;
  AD_DEZ = AD_DEZ - AD_128 ;

    ZAHL = AD_DEZ;
    TSD=(ZAHL % 10);        // Modulo rechnen, dann den ASCII-Code von '0' addieren
    ZAHL /= 10;
    HUN=(ZAHL % 10);        // Modulo rechnen, dann den ASCII-Code von '0' addieren
    ZAHL /= 10;
    ZEH=(ZAHL % 10);        // Modulo rechnen, dann den ASCII-Code von '0' addieren
    ZAHL /= 10;
    EIN=ZAHL;            // Modulo rechnen, dann den ASCII-Code von '0' addieren
}



void main(void)                     // Hauptprogramm
{

 INTCON     = 0b.0000.0000;      // erst einmal Interupts aus 
 CMCON0     = 0b.0000.0111;      // Comparators Off
 ANSEL      = 0b.0000.0001;      // RA0 = Input / Rest Output
 TRISA      = 0b.0000.0001;      // RA0 = Input / Rest Output
 TRISC      = 0b.0000.0000;      // PORT C alles Ausgänge
 PORTC      = 0;          // alle Ausgänge auf 0   
 ADCON1     = 0b.0000.0010;      // A/D Conversion Clock 000 = FOSC/32

 MERKER1=0;
 MERKER2=0;

 //lcdport=0;
 //Delay1ms(1000);                    // 1s warten
 LCDInit();                         // LCD Initialisieren
 Delay1ms(1000);
 LCDCls();                // Bildschirm löschen
 Delay1ms(1000);


 T1CON   = 0b0011.0000;        // Teiler = 1:8 ; Fosc/4
 TMR1ON = 0;            // Timer 1 stoppen  
 TMR1H  = 11;               // preset for timer1 MSB register
 TMR1L  = 71;               // preset for timer1 LSB register
 TMR1IF = 0;            // Timer1 Interruptflag Löschen;
 TMR1IE = 1;            // Timer1 Interrupt erlauben
 T0IE   = 0;            // Timer0 Interrupt verbieten
 PEIE   = 1;            // Pereferie Interrupt erlauben
 GIE   = 1;               // Interrups global einschalten
 WAS  ='N';
 mAh  = 0;
 SEK  = 0;
 LAUF  = 0;
 while (1)

 {

  ADCON0 = 0b.1000.0001;        // Channel 000  ADC global einschalten 
  Delay1ms(1);
  ADC();  
                        
  LCDPos(2,2);                       // Position der ersten Zeichen 2 Zeile, Position 0
  LCDWriteChar((char)EIN+0x30);             // String Anzeigen
  LCDPos(2,3);
  LCDString(".");
  LCDPos(2,4); 
  LCDWriteChar((char)ZEH+0x30);
  LCDPos(2,5);
  LCDWriteChar((char)HUN+0x30);
  LCDPos(2,6);
  LCDWriteChar((char)TSD+0x30);
  LCDPos(2,7);
  LCDString("V");
  if (SEK != MERKER1)        // blinkende LED ... mal sehen ob das Prog noch läuft
   {
     if (PORTA.5)
        PORTA.5=0;
      else 
       PORTA.5=1;
    MERKER1=SEK;
  }  
 if (START)
  {
   SEK=0;
   mAh=0;
   WAS='L';
   LAUF=0;
  }

// Laden erfolgt mit einer Konstantspannungsquelle 4,15 V mit Strombegrenzung 0,5 A.
// Entladen erfolgt mit Konstanstspromsenke 0,5 A bis 3,75 V.
// Nach dem Drücken des Starttasters so lange laden, bis die Akkuspannung >= 4,15V ist. Dann weiter 1h laden. 
// Entladen (Konstantstromsenke 0,5 A ) und die Zeit messen. Fällt die Spannung unter 3,75V Entladen stoppen.
// Gemessene Zeit in SEK * 0,5 A / 3600 (60 Min * 60 Sek) = Kapazität in mAh
// Zum Lagern sollen LIPO-Akku nur 3,9 V haben. Somit wird nach dem Messen der Akku nur auf 3,9V geladen. 


switch (WAS) 
{
 case 'N':
  LADEN=0;
  Delay1ms(500);   // 0,5 Sek. warten
  ENTLADEN=0;
  if (LAUF == 1 && SEK > 0 )
     {
       mAh=(SEK*5)/72;        // = Sekunden (doppelt da 2Hz) * 500 (mAh) / 360 S (*2)  
     LCDPos(1,0);
     ZahlString(mAh);
       LCDPos(1,5);
       LCDString("mAh");
     }
    else
   {
       LCDPos(1,0);
       LCDString("Start");
     }
 break;

 case 'L':               // Solange warten bis die Spannung >= 4,15 V ist dann 1 Stunde warten anschl. trennen und WAS 
  ENTLADEN=0;            // Relais für die Konstantstronsenke ausschalten
  Delay1ms(500);           // 0,5 Sek. warten
  LADEN=1;              // Relais für die Ladung einschalten 
  LCDPos(1,0);
  LCDString("L:     ");
  if (AD_DEZ >= 3900 && LAUF == 1)  //  im zweiten Ladezyklus und Ladeschlußspannung erreicht 
    {
   LADEN=0;            // Stoppe laden
   Delay1ms(500);           // 0,5 Sek. warten
   WAS='N';
     mAh=(SEK*5)/72;        // = Sekunden (doppelt da 2Hz) * 500 (mAh) / 3600 S (*2)  
     LCDPos(1,0);
     LCDString("F");
   LCDPos(1,2);
   ZahlString(mAh);
    }

  if (AD_DEZ >= 4150 && LAUF == 0)  // im ersten Ladezyklus und Ladeschlußspannung erreicht 
   {                // Spannung größer gleich 4,15 V Start Wartezeit 1h
    if (TMR1ON)            // Timer läuft bereits 
    {
    if (SEK >= 720)      // Ruhezeit abgelaufen Starte Entladung
      {
        LAUF=1;
      WAS='E';
      TMR1ON=0;        // Stoppe Timer
      }
        else
          {
       LCDPos(1,2);
           ZahlString(SEK/2); 
          }
    }
   else              // Timer läuft noch nicht -> Starten
    {
    SEK=0;
    TMR1IF=0;          // Interruptflag löschen
    TMR1ON=1;          // Starte Timer bis 3600 Sek = 1h
     }
  }
 break;

 case 'E':
  LADEN=0;
  Delay1ms(500);             // 0,5 Sek. warten  
  if (AD_DEZ >= 3750 )          // > 3,75V
     {  
    if (!TMR1ON)            // Timer gestopt ?
      {
        SEK=0;            // Sekundenzähler löschen
        TMR1IF=0;            // Interruptflag löschen
        TMR1ON=1;            // Timer starten
      }
     ENTLADEN=1;
     }  
   else
   {
     TMR1ON=0;            // Timer stoppen
     ENTLADEN=0;            // Stoppe Entladung
     Delay1ms(500);           // 0,5 Sek. warten
     LAUF=1;              // 1. Zyklus beendet
     WAS='L';              // Laden wieder einschalten
   }
   mAh=(SEK*5)/72;
   LCDPos(1,0);
   LCDString("E:");
   LCDPos(1,2);
   ZahlString(mAh);
 break;
}


}


}

Hat jemand eine Idee oder einen Tip für mich ??

Vielen Dank + viele Grüße

Quappe

[Chris B. (dekatz)]

Hardware(die sauberste Lösung):

Wenn du den internen Oszillator verwendest, dann einen externe Quarz 
anschliessen und die <config> entsprechend ändern.

oder

Software (gilt immer nur für den grade verwendeten Controller):

Wenn keine Pins mehr für einen externen Quarz frei sind, denn den 
internen  Oszillator kalibrieren - das zuständige Register dafür ist 
OSCTUNE, das "wie" kann man bei www.sprut.de nachlesen (zum. das 
Prinzip, kann man aber auf jeden Controller umschreiben).

Oder die genau Abweichung über eine längeren Zeitraum erfassen und die 
Korrektur rechnerisch in's Programm einbauen.

[Matthias (Gast)]

Chris B. schrieb:
> Wenn keine Pins mehr für einen externen Quarz frei sind, denn den
> internen  Oszillator kalibrieren - das zuständige Register dafür ist
> OSCTUNE, das "wie" kann man bei www.sprut.de nachlesen (zum. das
> Prinzip, kann man aber auf jeden Controller umschreiben).

Dann solltest du allerdings eine Temperaturregelung vorsehen, damit die 
Frequenz auch halbwegs stabil bleibt.

[Erich (Gast)]

>Mit den Presets s. Proggy verliere ich
>in 2 Minuten 3 Sekunden.

Also 3 auf 120,  2,5 %
Ohne jetzt das Programm durchzuwühlen:
Eine Abweichung in dieser Grösse kann nur ein Programmierfehler sein.
Auch der interner Oszillator deutlich ist genauer.

[Uwe P. (quappe)]

Vielen Dank für die Antworten.

Ich sehe es so wie Erich. Der Timer kann kaum so ungenau sein ... das 
wäre irre :-).

Im Quelltext kann ich keinen Fehler finden. Setze ich die Preset-Werte 
höher wird der Timer noch langsamer. Genau das Gegenteil müßte der Fall 
sein, da ab diesen Wert hochgezählt wird.

Die Idee mit OSCTUNE werde ich mal versuchen und mich dann melden. Von 
einem externen Quarz würde ich gern absehen wenn es nicht unbedingt sein 
muß ... lieber ein bisschen mehr rechnen :-)

Ich bin ratlos.

viele Grüße

Quappe

[Michael S. (rbs_phoenix)]

Wenn du die Möglichkeit hast es zu messen, könntest du auch in der 
Config den internen Oscillator auswählen mit CLOCK-Out an RA4. Das läuft 
nicht mit irgendwelcher Software oder so, d.h. dort sollte man 
nachgucken können, wie genau der interne Oscillator ist.