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為什么晶振不集成到定時芯片內部去呢?

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瀏覽:- 發布日期:2020-05-27 08:58:59【

為什么晶振不集成到定時芯片內部去呢?

在使用定時IC方案的時候,很多客戶會問到,為什么不把晶振集成到定時芯片內部中去呢,專業可以節省很多的成本,下面給大家解釋一下原因。

原因1、早些年, 芯片的生產制作工藝也許還不能夠將晶振做進芯片內部, 但是現在可以了. 這個問題主要還是實用性和成本決定的

原因2、芯片和晶振的材料是不同的, 芯片 (集成電路) 的材料是硅, 而晶體則是石英 (二氧化硅), 沒法做在一起, 但是可以封裝在一起, 目前已經可以實現了, 但是成本就比較高了。

原因3、 晶振一旦封裝進芯片內部, 頻率也固定死了, 想再更換頻率的話, 基本也是不可能的了, 而放在外面, 就可以自由的更換晶振來給芯片提供不同的頻率. 有人說, 芯片內部有 PLL, 管它晶振頻率是多少, 用 PLL 倍頻/分頻不就可以了, 那么這有回到成本的問題上來了, 100M 的晶振集成到芯片里, 但我用不了那么高的頻率, 我只想用 10M 的頻率, 那我為何要去買你集成了 100M 晶振的芯片呢, 又貴又浪費。

我們通常所說的 "片內時鐘", 是不是實際上片內根本沒有晶振, 是有RC 振蕩電路

定時IC芯片

由圖可以看出系統時鐘的供給可以有3種方式,HSI,HSE,PLL。如果選用內部時鐘作為系統時鐘,其倍頻達不到72Mhz,最多也就8Mhz/2*16 = 64Mhz。

如果使用內部RC振蕩器而不使用外部晶振,請按照如下方法處理:

1)對于100腳或144腳的產品,OSC_IN應接地,OSC_OUT應懸空。

2)對于少于100腳的產品,有2種接法:

   i)OSC_IN和OSC_OUT分別通過10K電阻接地。此方法可提高EMC性能。

   ii)分別重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1,再配置PD0和PD1為推挽輸出并輸出'0'。此方法可以減小功耗并(相對上面i)節省2個外部電阻。

時鐘系統結構圖

    時鐘是STM32單片機的脈搏,是單片機的驅動源。使用任何一個外設都必須打開相應的時鐘。這樣的好處就是,如果不使用一個外設的時候,就把它的時鐘關掉,從而可以降低系統的功耗,達到節能,實現低功耗的效果。

單片機的時鐘可以由以下3個時鐘源提供:

1、HSI:高速內部時鐘信號STM32單片機內帶的時鐘 (8M頻率), 精度較差

2、HSE:高速外部時鐘信號,精度高。

       來源:i. HSE外部晶體/陶瓷諧振器(晶振);

                 ii.HSE用戶外部時鐘         

3、LSE:低速外部晶體 32.768kHz 主要提供一個精確的時鐘源 一般作為RTC時鐘使用。為什么晶振不集成到芯片內部去呢?

原因1、早些年, 芯片的生產制作工藝也許還不能夠將晶振做進芯片內部, 但是現在可以了. 這個問題主要還是實用性和成本決定的

原因2、芯片和晶振的材料是不同的, 芯片 (集成電路) 的材料是硅, 而晶體則是石英 (二氧化硅), 沒法做在一起, 但是可以封裝在一起, 目前已經可以實現了, 但是成本就比較高了。

原因3、 晶振一旦封裝進芯片內部, 頻率也固定死了, 想再更換頻率的話, 基本也是不可能的了, 而放在外面, 就可以自由的更換晶振來給芯片提供不同的頻率. 有人說, 芯片內部有 PLL, 管它晶振頻率是多少, 用 PLL 倍頻/分頻不就可以了, 那么這有回到成本的問題上來了, 100M 的晶振集成到芯片里, 但我用不了那么高的頻率, 我只想用 10M 的頻率, 那我為何要去買你集成了 100M 晶振的芯片呢, 又貴又浪費。

我們通常所說的 "片內時鐘", 是不是實際上片內根本沒有晶振, 是有RC 振蕩電路

由圖可以看出系統時鐘的供給可以有3種方式,HSI,HSE,PLL。如果選用內部時鐘作為系統時鐘,其倍頻達不到72Mhz,最多也就8Mhz/2*16 = 64Mhz。

如果使用內部RC振蕩器而不使用外部晶振,請按照如下方法處理:

1)對于100腳或144腳的產品,OSC_IN應接地,OSC_OUT應懸空。

2)對于少于100腳的產品,有2種接法:

   i)OSC_IN和OSC_OUT分別通過10K電阻接地。此方法可提高EMC性能。

   ii)分別重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1,再配置PD0和PD1為推挽輸出并輸出'0'。此方法可以減小功耗并(相對上面i)節省2個外部電阻。

時鐘系統結構圖

    時鐘是STM32單片機的脈搏,是單片機的驅動源。使用任何一個外設都必須打開相應的時鐘。這樣的好處就是,如果不使用一個外設的時候,就把它的時鐘關掉,從而可以降低系統的功耗,達到節能,實現低功耗的效果。

STM32單片機的時鐘可以由以下3個時鐘源提供:

1、HSI:高速內部時鐘信號STM32單片機內帶的時鐘 (8M頻率), 精度較差

2、HSE:高速外部時鐘信號,精度高。

       來源:i. HSE外部晶體/陶瓷諧振器(晶振);

                 ii.HSE用戶外部時鐘         

3、LSE:低速外部晶體 32.768kHz 主要提供一個精確的時鐘源 一般作為RTC時鐘使用。

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