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[導(dǎo)讀]行業(yè)新聞早知道,點贊關(guān)注不迷路!作為單片機研發(fā)設(shè)計的項目,它的最小電路工作系統(tǒng)包含電源電路、復(fù)位電路、時鐘頻率電路等;其中電源電路與復(fù)位電路,相信工程師都非常容易理解與設(shè)計。然而時鐘頻率電路,由于不同的開發(fā)項目功能需求不一樣,設(shè)計的方案選擇也不盡相同,很難得到有效的統(tǒng)一設(shè)計。比如...

行業(yè)新聞早知道,點贊關(guān)注不迷路!作為單片機研發(fā)設(shè)計的項目,它的最小電路工作系統(tǒng)包含電源電路、復(fù)位電路、時鐘頻率電路等;其中電源電路與復(fù)位電路,相信工程師都非常容易理解與設(shè)計。


然而時鐘頻率電路,由于不同的開發(fā)項目功能需求不一樣,設(shè)計的方案選擇也不盡相同,很難得到有效的統(tǒng)一設(shè)計。


比如:


  • A項目對研發(fā)成本要求較嚴格,功能較簡單;


  • B項目電路系統(tǒng)需要與外界電路系統(tǒng)完成串口通信,通信數(shù)據(jù)要求不能出錯;


  • C項目包含一個時鐘萬年歷功能,時間要求不能間斷而且精度要求高。


針對單片機的時鐘頻率電路,工程師依據(jù)不同的項目要求去設(shè)計與選擇匹配的方案,具體的選擇方案包含三類。


01外部晶振方案所謂外部晶振方案,是指在單片機的時鐘引腳X1與X2外部連接一個晶振。單片機外部晶振圖優(yōu)點:時鐘頻率精度高,穩(wěn)定性能好;對于一些數(shù)據(jù)處理能力要求較高的項目,尤其是多個電路系統(tǒng)彼此需要信息通訊,如包含USB通訊、CAN通訊的項目,選用外部晶振的方案較多。缺點:由于增加了外部晶振,所以研發(fā)的BOM表元器件成本增加擴大了。02內(nèi)部晶振方案所謂內(nèi)部晶振方案,是指單片機利用內(nèi)部集成的RC振蕩電路產(chǎn)生的時鐘頻率。單片機內(nèi)部晶振圖優(yōu)點:省去外部晶振,工程師可以有效的節(jié)約研發(fā)BOM元器件成本。缺點:RC振蕩電路產(chǎn)生的時鐘頻率精度比較低,誤差較大,容易引起一些高頻率通信的數(shù)據(jù)交互錯誤。03時鐘芯片方案所謂時鐘芯片方案,是指在單片機外部加入一個專門處理時鐘的時鐘芯片,用來給單片機提供精準的時鐘信號。單片機與時鐘芯片電路優(yōu)點:精度高,誤差??;適用于一些要求較高的電路項目。缺點:電路設(shè)計復(fù)雜,工程師開發(fā)難度較高,研發(fā)BOM元器件成本高。關(guān)于時鐘芯片的一些電路特性,以美信的DS1338型號為例說明:DS1338時鐘芯片(1)供電時鐘芯片的供電電源包含兩個部分:
  • VCC供電,是指電路項目系統(tǒng)的電源,同時也是單片機的電源。
  • Vbat供電,是指電池供電的電源,由于某種原因在VCC供電突然失去的條件下,時鐘芯片自動啟用Vbat電池電源,用以保持時鐘芯片內(nèi)部的時鐘信號處理,不必因為電路系統(tǒng)電源VCC斷電而失去電路工作。
(2)功能時鐘芯片內(nèi)部集成時間的“秒”“分”“時”“日”“周”“月”和“年”詳細信息計時電路功能,通過IIC通信方式將時間的信息發(fā)送至單片機,單片機即可獲得高精度的時鐘信息。(3)接口時鐘芯片與單片機的接口是IIC通信接口,此接口方式為串口通信,工程師開發(fā)設(shè)計較為簡單,容易實現(xiàn)電路功能;(4)精度精度,是指時鐘芯片在正常工作條件下產(chǎn)生的時鐘誤差;例如美信的DS1338時鐘芯片精度控制在10PPM,換算成一天24小時誤差精度在0.8秒左右。(5)應(yīng)用時鐘芯片,一般用來處理精確計算時間的電路項目,如時間萬年歷。選擇什么方案,主要由你需求決定。當(dāng)然這三個方案都是針對一些工業(yè)與民用領(lǐng)域,如果涉及到航空航天應(yīng)用領(lǐng)域,比如衛(wèi)星導(dǎo)航與遙感測量等,則需要選擇更高精度的時鐘頻率電路,如原子鐘方案。END







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