單芯片計算機的時鐘源都有哪幾種可選,應怎么選
來源：http://www.py519.com 作者：億金電子 2020年08月24
單芯片計算機的時鐘源都有哪幾種可選,應怎么選
單芯片微型計算機在電子領域通常稱之為微控制器,比如諸位在大學里玩的51單片機就是其中一種;很顯然,這是一種需要始終信號的設備,那么微控制器的時鐘源都分為哪幾種呢?石英晶振肯定就是其中之一,但是在這些時鐘源之間又有什么樣的選型規則呢?
現在很多電子產品或者設備都是采用微控制器為核心的元器件,比如液晶電視等消費類產品;這一來是可以把可開發資源(ROM,I/O接口)全部提供給廠家,廠家可根據實際應用需求來設計接口和應用程序,因此適應性較強,應用范圍也比較廣泛.
微控制器主要由以下4大部分組成;一是CPU,又稱中央處理器,其是微控制器的核心所在,它接收和發送各種指令,是管理者,同時還要擔任各種運算工作;二是存儲器,用得最多就是隨機存儲器,這種存儲器在斷電重啟之后就會清楚上次使用的數據;三是I/O接口,這是模塊進行程序設計的接口;四是定時器和計數器,主要是需要通過精準定時來產生方波信號.
那么在微控制器上的可選時鐘源具體都有哪些呢?主要包括晶振,陶瓷諧振槽路,RC振蕩器以及硅振蕩器;而針對具體應用優化時鐘源設計依賴于以下幾個方面的因素:成本,精度,環境參數.
據相關技術表明,在其中選用晶振模塊和使用振蕩器模塊對于微控制器來說非常有益;這些模塊自帶振蕩器,提供低阻方波輸出,并且能夠在一定條件下保證運行.最常用的兩種類型是晶振模塊和集成硅振蕩器.晶振模塊提供與分立石英晶振相同的精度.硅振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高,多數情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當的精度.并且當工作環境比較復雜的時候,不管是石英晶振還是硅振蕩器,都必須要達到這樣的環境需求.
但是出去上述三個因素之外,還必須要考慮功耗的問題;分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內部的電容值所決定.CMOS放大器功耗與工作頻率成正比,可以表示為功率耗散電容值.比如,HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90pF.在4MHz,5V電源下工作時,相當于1.8mA的電源電流.再加上20pF的晶振負載電容,整個電源電流為2.2mA.
所以說,在特定的微控制器應用中,選擇最佳的時鐘源需要綜合考慮的因素有精度,環境,功耗以及成本這四個方面,從上述概述中可看出,一般用戶選擇的是硅振蕩器和石英晶振;但是就目前來看大部分用戶都是選用石英晶振作為時鐘源,一是石英晶振簡潔便用,并且穩定性方面也是非常優越的,無源的不滿足需求還有有源晶振,市場靈活性比較好,并且在計時方面,可以說沒有任何頻控元件能夠跟32.768K晶振比擬,它是專為計時而生的.
單芯片計算機的時鐘源都有哪幾種可選,應怎么選,就是這么簡單.
單芯片微型計算機在電子領域通常稱之為微控制器,比如諸位在大學里玩的51單片機就是其中一種;很顯然,這是一種需要始終信號的設備,那么微控制器的時鐘源都分為哪幾種呢?石英晶振肯定就是其中之一,但是在這些時鐘源之間又有什么樣的選型規則呢?
微控制器主要由以下4大部分組成;一是CPU,又稱中央處理器,其是微控制器的核心所在,它接收和發送各種指令,是管理者,同時還要擔任各種運算工作;二是存儲器,用得最多就是隨機存儲器,這種存儲器在斷電重啟之后就會清楚上次使用的數據;三是I/O接口,這是模塊進行程序設計的接口;四是定時器和計數器,主要是需要通過精準定時來產生方波信號.
那么在微控制器上的可選時鐘源具體都有哪些呢?主要包括晶振,陶瓷諧振槽路,RC振蕩器以及硅振蕩器;而針對具體應用優化時鐘源設計依賴于以下幾個方面的因素:成本,精度,環境參數.
據相關技術表明,在其中選用晶振模塊和使用振蕩器模塊對于微控制器來說非常有益;這些模塊自帶振蕩器,提供低阻方波輸出,并且能夠在一定條件下保證運行.最常用的兩種類型是晶振模塊和集成硅振蕩器.晶振模塊提供與分立石英晶振相同的精度.硅振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高,多數情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當的精度.并且當工作環境比較復雜的時候,不管是石英晶振還是硅振蕩器,都必須要達到這樣的環境需求.
但是出去上述三個因素之外,還必須要考慮功耗的問題;分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內部的電容值所決定.CMOS放大器功耗與工作頻率成正比,可以表示為功率耗散電容值.比如,HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90pF.在4MHz,5V電源下工作時,相當于1.8mA的電源電流.再加上20pF的晶振負載電容,整個電源電流為2.2mA.
單芯片計算機的時鐘源都有哪幾種可選,應怎么選,就是這么簡單.
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