原创
单片机的2种时钟电路设计方案
2023-5-8 22:55
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分类:
MCU/ 嵌入式
文集:
原理图设计
单片机是嵌入式系统的核心元件,使用单片机的电路由于涉及到编程要复杂得多,但在更改和添加新功能时,带有单片机的电路更加容易实现,这也正是现在越来越多电器等设备使用单片机的原因。
作为单片机研发设计的项目,它的最小电路工作系统包含电源电路、复位电路、时钟电路;这些是构成电路的基本单元。
其中电源电路与复位电路,工程师一般非常容易理解与设计。
然而时钟电路,由于不同的开发项目功能需求不一样,设计的方案选择也不尽相同,很难得到有效的统一设计。
比如:一个项目对研发成本要求较严格,功能较简单;而另一个项目电路系统需要与外界电路系统完成串口通信,通信数据要求不能出错;
针对单片机的时钟频率电路,工程师依据不同的项目要求去设计与选择匹配的方案,具体的选择方案以下两种。
01、外部晶振方案
所谓外部晶振方案,是指在单片机的时钟引脚X1与X2外部连接一个晶振。如下图所示,这种电路常用在早期的单片机电路中,或者对时钟要求精度高的系统中。因为,内部时钟,由于单片机内部设计空间成本考虑,所以,始终精度有限。
![](https://assets-stash.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/album/202305/08/225330ltjvycgekjyhz5a4.png)
单片机外部晶振图
优点:时钟频率精度高,稳定性能好;
对于一些数据处理能力要求较高的项目,尤其是多个电路系统彼此需要信息通讯,如包含USB通讯、CAN通讯的项目,选用外部晶振的方案较多。
缺点:由于增加了外部晶振,所以研发的BOM表元器件成本增加扩大了。成本会更高一些。
02、内部晶振方案
所谓内部晶振方案,是指单片机利用内部集成的RC振荡电路产生的时钟频率。
![](https://assets-stash.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/album/202305/08/225331qjn43118llw3119p.png)
单片机内部晶振电路图
优点:省去外部晶振,工程师可以有效的节约研发BOM元器件成本。
缺点:RC振荡电路产生的时钟频率精度比较低,误差较大,容易引起一些高频率通信的数据交互错误。
这种电路,外部不需要晶振及电容,大批量生产,尤其节省成本,因此被多数成本敏感性方案所采纳。
然后,看看芯片内部的始终大概结构
系统时钟控制器为单片机的CPU和所有外设系统提供时钟源,系统时钟有3个时钟源可供选择:内部高精度24MHz的IRC、内部32KHz的IRC(误差较大)、外部晶体振荡器或外部时钟信号。用户可通过程序分别使能和关闭各个时钟源,以及内部提供时钟分频以达到降低功耗的目的。
单片机进入掉电模式后,时钟控制器将会关闭所有的时钟源
![](https://assets-stash.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/album/202305/08/225331ub8asmoamycasmyh.png)
总而言之,这两个方案都有各自的优缺点,设计时需要灵活应变,根据实际需要选择内部晶振或外部。
单片机
时钟
电路
原创奖励
作者: 启芯硬件, 来源:面包板社区
链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-443713.html
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文章评论(1条评论)
登录后参与讨论
开发工匠
2023-5-10 11:29
写的好,学习和参考
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