一、 什么是晶振
晶振,全名";晶体振荡器";,它在电路中发挥振荡频率的作用,我们都知道,单片机可以被视为时钟驱动的时间逻辑电路,所以所需的时钟是晶体振动,可以说它的单片机心脏,让单片机总是脉动,它控制计算机的工作节奏,晶振频率为32.768kHz、1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、12MHz…当然,还有很多其他频率。
晶体振动有无源晶体振动和有源晶体振动。我们通常看到电容器、电阻等部件在电路板上帮助振动的晶体振动实际上是无源晶体振动,需要外部部件的辅助;二是单片机内部有源晶体振动,无外部部件辅助振动。时钟信号可以通过三种方式:一种是内部方式,使用芯片内部的振荡电路,但通常是RC振荡电路产生时钟信端;另外两种是外部方式,即外部晶体振动,时钟信号由外部引入并引入外部振荡器作为输入。
二、 如何选择合适的晶振
可以说现在有很多晶体振动。我说的是单片机的外部晶体振动,包括石英晶体振动、温度补偿晶体振动等,所以我们正在选择晶体振动 需要注意哪些细节?
晶体振动的主要参数是:频率、精度、适用的环境温度、包装尺寸。
1、 频率
这应该是最重要的参数。频率决定了单片机是否能高速运行。如果在使用过程中频率要求不是很严格,可以考虑单片机内部晶体振动,如STM内部晶振可达832MHz,甚至16Hz,如果频率要求不高,即普通类型的驱动,不涉及两个单片机通信、串口通信、时间等,此时可考虑单片机内部晶振,如ST单片机内部自带RC时钟 HSI(High-speed internal (HSI) RCoscillator), 频率一般是8MHz或16MHz,一般贴片无源晶振需要几美分。如果使用内部振荡,可以节省很多钱,电路也可以节省很多部件;
2、 精度
如果精度要求很高,如电路会涉及时间的准确性,则只能使用外部晶体振动,因为外部晶体振动相对稳定,内部晶体振动误差较大,时间积累误差较大,特别是对RC振荡器对温度敏感,容易受到影响。
3、 环境温度
环境温度对内部晶振,即RC振荡器影响较大,下图为某STM32芯片内部RC振荡器振荡频率误差值随温度变化曲线图可见25℃其振荡精度可保持在1%以内,但随着温度的升高或下降,其精度逐渐下降,因此,在使用环境温度差、时间控制严格的情况下,不考虑使用内部晶振。
4、 封装尺寸
晶体振动包装很多,包括贴片、插入陶瓷、圆柱体等,特别是现在贴片晶体振动尺寸越来越小,可以满足不同的场合,在选择晶体振动时需要考虑晶体振动尺寸对电路板的影响。
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