單片機的2種時(shí)鐘電路設計方案

更新時(shí)間：2023-05-12 點(diǎn)擊次數：571

單片機是嵌入式系統的核心元件，使用單片機的電路由于涉及到編程要復雜得多，但在更改和添加新功能時(shí)，帶有單片機的電路更加容易實(shí)現，這也正是現在越來(lái)越多電器等設備使用單片機的原因。

作為單片機研發(fā)設計的項目，它的最小電路工作系統包含電源電路、復位電路、時(shí)鐘電路;這些是構成電路的基本單元。

其中電源電路與復位電路，工程師一般非常容易理解與設計。

然而時(shí)鐘電路，由于不同的開(kāi)發(fā)項目功能需求不一樣，設計的方案選擇也不盡相同，很難得到有效的統一設計。

比如：一個(gè)項目對研發(fā)成本要求較嚴格，功能較簡(jiǎn)單;而另一個(gè)項目電路系統需要與外界電路系統完成串口通信，通信數據要求不能出錯;

針對單片機的時(shí)鐘頻率電路，工程師依據不同的項目要求去設計與選擇匹配的方案，具體的選擇方案以下兩種。

01、外部晶振方案

所謂外部晶振方案，是指在單片機的時(shí)鐘引腳X1與X2外部連接一個(gè)晶振。如下圖所示，這種電路常用在早期的單片機電路中，或者對時(shí)鐘要求精度高的系統中。因為，內部時(shí)鐘，由于單片機內部設計空間成本考慮，所以，始終精度有限。

優(yōu)點(diǎn)：時(shí)鐘頻率精度高，穩定性能好;

對于一些數據處理能力要求較高的項目，尤其是多個(gè)電路系統彼此需要信息通訊，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(diǎn)：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。成本會(huì )更高一些。

02、內部晶振方案

所謂內部晶振方案，是指單片機利用內部集成的RC振蕩電路產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率。

優(yōu)點(diǎn)：省去外部晶振，工程師可以有效的節約研發(fā)BOM元器件成本。

缺點(diǎn)：RC振蕩電路產(chǎn)生的時(shí)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據交互錯誤。

這種電路，外部不需要晶振及電容，大批量生產(chǎn)，尤其節省成本，因此被多數成本敏感性方案所采納。

然后，看看芯片內部的始終大概結構

系統時(shí)鐘控制器為單片機的CPU和所有外設系統提供時(shí)鐘源，系統時(shí)鐘有3個(gè)時(shí)鐘源可供選擇：內部高精度24MHz的IRC、內部32KHz的IRC(誤差較大)、外部晶體振蕩器或外部時(shí)鐘信號。用戶(hù)可通過(guò)程序分別使能和關(guān)閉各個(gè)時(shí)鐘源，以及內部提供時(shí)鐘分頻以達到降低功耗的目的。

單片機進(jìn)入掉電模式后，時(shí)鐘控制器將會(huì )關(guān)閉所有的時(shí)鐘源

總而言之，這兩個(gè)方案都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，設計時(shí)需要靈活應變，根據實(shí)際需要選擇內部晶振或外部。

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