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MSP430系列芯片晶振選型說(shuō)明

作者: 時(shí)間:2016-11-25 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
本報告把MSP430系列芯片分為兩個(gè)部分,一個(gè)是高速晶振接口,另一個(gè)是低速晶振接口,在一般的情況下,高速晶振接口所能接的晶振,低速晶振接口也能接,但是低速晶振必須要通過(guò)適當軟件的配置來(lái)使低速晶振接口能接高速晶振。每個(gè)接口都有相應的電氣特性,在選擇晶振時(shí)就必須要根據所有芯片晶振接口的電氣特性來(lái)選擇相應合適的晶振。MSP430系列芯片的低速晶振接口,電氣特性分析,如下表所示:同時(shí)要注意MSP430系列芯片中的1系列的芯片的內部電容是固定的,為12pF。

軟件設置模式

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201611/321421.htm

電源電壓要求

所接晶振

晶振接口內部電容

匹配電容

低頻模式01.8 V to 3.6 V32768(Hz)1(pF)建議不外接電容
低頻模式11.8 V to 3.6 V32768(Hz)5(pF)建議不外接電容
低頻模式21.8 V to 3.6 V12000(Hz)1和4系列除外8.5(pF)建議不外接電容
低頻模式31.8 V to 3.6 V外部時(shí)鐘如:有源晶振11(pF)建議不外接電容

表一 XT1晶振接口接低速晶振電氣特性分析



  XT1晶振接口,如果接高速晶振,關(guān)鍵是要考慮到它內部含有一定的匹配電容,因此在外加晶振時(shí)就必須要比XT2晶振接口電容要小一些,具體注意如下表所示:

軟件設置模式

電源電壓要求

晶振口電流

晶振接口外接電容

晶振頻率

高頻模式01.8 V to 3.6 V最大1.5mA15(pF)0.4--1MHZ
高頻模式11.8 V to 3.6 V最大1.5mA15(pF)1--4MHZ
高頻模式22.2 V to 3.6 V最大1.5mA15(pF)2--12MHZ
高頻模式33V to 3.6 V最大1.5mA15(pF)4--16MHZ

表二 XT1晶振接口接高速晶振電氣特性分析



  XT2晶振接口是一個(gè)高速的晶振接口智能接高速的晶振,同時(shí)由于內部不帶諧振電容,所以必須匹配好電容,根據MSP430系列芯片的數據手冊,可得以下XT2晶振接口接高速晶振電氣特性分析如下表所示:

軟件設置模式

電源電壓要求

晶振口電流

晶振接口外接電容

晶振頻率

高頻模式01.8 V to 3.6 V最大1.5mA15--30(pF)0.4--1MHZ
高頻模式11.8 V to 3.6 V最大1.5mA15--22(pF)1--4MHZ
高頻模式22.2 V to 3.6 V最大1.5mA15--22(pF)2--12MHZ
高頻模式33V to 3.6 V最大1.5mA15--22(pF)2--16MHZ

表三 XT2晶振接口接高速晶振電氣特性分析



  MSP430系列芯片所有的晶振接口上的旁路電容大概都是2pF,旁路電容我們可以看成是晶振和單片機之間的負載電容,但是旁路電容隨著(zhù)晶振和單片機的距離以及單片機的種類(lèi),在電氣焊接時(shí)的方法不同而不同,所以為了要更好的讓晶振起振,選擇合適的負載能力比較強的晶振。MSP430系列芯片因為是低功耗單片機,所以他的I/O流過(guò)的電流比較小,在這種情況下就必須要求晶振的諧振電阻必須要小,因為太大了I/O不能供應足夠的電流讓晶振正常的工作,所以必須選擇合適的諧振電阻的晶振。 MSP430系列芯片對晶振輸出的正弦波震蕩幅度也有要求,最低必須保證要有0.2VCC的輸出電壓,所以必須選擇合適的諧振輸出電壓值的晶振。影響晶振起振的原因有晶振(ESR)、晶振啟動(dòng)后負載電容的大小、單片機電源電壓的范圍、PCB布線(xiàn)和電氣隔離、外部的環(huán)境因素和電路板的保護涂層處理,上面具體介紹的三個(gè)參數是選擇晶振時(shí)必須考慮的最主要的參數。在振蕩回路中,晶體既不能過(guò)激勵(容易振到高次諧波上)也不能欠激勵(不容易起振)。晶體的選擇至少必須考慮:諧振頻點(diǎn),負載電容,激勵功率,溫度特性,長(cháng)期穩定性。

  MSP430系列芯片XT1口接低速晶振時(shí),不用接外部的諧振電容,在設計電路時(shí)主要是注意PCB布線(xiàn)(具體參考晶振不起振原因分析及相應解決辦法)以及低速晶振頻率范圍為(10,000--50,000)HZ,再就是軟件的配置問(wèn)題,在軟件正確配置的條件下,通過(guò)測試低速晶振都能正常的工作(1系列的單片機可能要注意購買(mǎi)低速晶振的ESR要小于50K?)。MSP430系列芯片在選擇高速晶振時(shí),必須考慮晶振的參數來(lái)匹配MSP430系列芯片,MSP430系列芯片對晶振參數要求如下表所示:

晶振參數

規格(MSP430系列芯片,5系列除外)

頻率范圍(MHz)450KHz--1600KHz
負載電容(pF)大于15pF
調整頻差(ppm)精度客戶(hù)可以根據要求自行選擇相應精度的晶振
工作溫度(℃)建議選擇-20--70℃
儲存溫度(℃)建議選擇-50--128℃
諧振電阻(?)(ESR)小于70?(大于8MHz的晶振這個(gè)值要小于40?)
靜態(tài)電容(pF)小于7pF
激勵電平(mW)小于1mW
晶振震蕩的電壓大于0.2VCC
絕緣電阻最小400M?

表四 高速晶振電氣特性表

如果是用外部的PWM波作為時(shí)鐘,MSP430系列芯片要求必須要保證PWM的占空比在40%--60%之間這樣才能讓單片機的時(shí)鐘系統正常的工作。


關(guān)鍵詞: MSP430晶振選

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