單芯片計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘源都有哪幾種可選,應(yīng)怎么選
來(lái)源：http://eitherspanlaw.com 作者：億金電子 2020年08月24
單芯片計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘源都有哪幾種可選,應(yīng)怎么選
單芯片微型計(jì)算機(jī)在電子領(lǐng)域通常稱(chēng)之為微控制器,比如諸位在大學(xué)里玩的51單片機(jī)就是其中一種;很顯然,這是一種需要始終信號(hào)的設(shè)備,那么微控制器的時(shí)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(shí)鐘源之間又有什么樣的選型規(guī)則呢?
現(xiàn)在很多電子產(chǎn)品或者設(shè)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(fèi)類(lèi)產(chǎn)品;這一來(lái)是可以把可開(kāi)發(fā)資源(ROM,I/O接口)全部提供給廠家,廠家可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求來(lái)設(shè)計(jì)接口和應(yīng)用程序,因此適應(yīng)性較強(qiáng),應(yīng)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(chēng)中央處理器,其是微控制器的核心所在,它接收和發(fā)送各種指令,是管理者,同時(shí)還要擔(dān)任各種運(yùn)算工作;二是存儲(chǔ)器,用得最多就是隨機(jī)存儲(chǔ)器,這種存儲(chǔ)器在斷電重啟之后就會(huì)清楚上次使用的數(shù)據(jù);三是I/O接口,這是模塊進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的接口;四是定時(shí)器和計(jì)數(shù)器,主要是需要通過(guò)精準(zhǔn)定時(shí)來(lái)產(chǎn)生方波信號(hào).
那么在微控制器上的可選時(shí)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(duì)具體應(yīng)用優(yōu)化時(shí)鐘源設(shè)計(jì)依賴(lài)于以下幾個(gè)方面的因素:成本,精度,環(huán)境參數(shù).
據(jù)相關(guān)技術(shù)表明,在其中選用晶振模塊和使用振蕩器模塊對(duì)于微控制器來(lái)說(shuō)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(yùn)行.最常用的兩種類(lèi)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(shù)情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當(dāng)?shù)木?并且當(dāng)工作環(huán)境比較復(fù)雜的時(shí)候,不管是石英晶振還是硅振蕩器,都必須要達(dá)到這樣的環(huán)境需求.
但是出去上述三個(gè)因素之外,還必須要考慮功耗的問(wèn)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(nèi)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(mén)電路的功率耗散電容值是90pF.在4MHz,5V電源下工作時(shí),相當(dāng)于1.8mA的電源電流.再加上20pF的晶振負(fù)載電容,整個(gè)電源電流為2.2mA.
所以說(shuō),在特定的微控制器應(yīng)用中,選擇最佳的時(shí)鐘源需要綜合考慮的因素有精度,環(huán)境,功耗以及成本這四個(gè)方面,從上述概述中可看出,一般用戶(hù)選擇的是硅振蕩器和石英晶振;但是就目前來(lái)看大部分用戶(hù)都是選用石英晶振作為時(shí)鐘源,一是石英晶振簡(jiǎn)潔便用,并且穩(wěn)定性方面也是非常優(yōu)越的,無(wú)源的不滿(mǎn)足需求還有有源晶振,市場(chǎng)靈活性比較好,并且在計(jì)時(shí)方面,可以說(shuō)沒(méi)有任何頻控元件能夠跟32.768K晶振比擬,它是專(zhuān)為計(jì)時(shí)而生的.
單芯片計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘源都有哪幾種可選,應(yīng)怎么選,就是這么簡(jiǎn)單.
單芯片微型計(jì)算機(jī)在電子領(lǐng)域通常稱(chēng)之為微控制器,比如諸位在大學(xué)里玩的51單片機(jī)就是其中一種;很顯然,這是一種需要始終信號(hào)的設(shè)備,那么微控制器的時(shí)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(shí)鐘源之間又有什么樣的選型規(guī)則呢?
微控制器主要由以下4大部分組成;一是CPU,又稱(chēng)中央處理器,其是微控制器的核心所在,它接收和發(fā)送各種指令,是管理者,同時(shí)還要擔(dān)任各種運(yùn)算工作;二是存儲(chǔ)器,用得最多就是隨機(jī)存儲(chǔ)器,這種存儲(chǔ)器在斷電重啟之后就會(huì)清楚上次使用的數(shù)據(jù);三是I/O接口,這是模塊進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的接口;四是定時(shí)器和計(jì)數(shù)器,主要是需要通過(guò)精準(zhǔn)定時(shí)來(lái)產(chǎn)生方波信號(hào).
那么在微控制器上的可選時(shí)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(duì)具體應(yīng)用優(yōu)化時(shí)鐘源設(shè)計(jì)依賴(lài)于以下幾個(gè)方面的因素:成本,精度,環(huán)境參數(shù).
據(jù)相關(guān)技術(shù)表明,在其中選用晶振模塊和使用振蕩器模塊對(duì)于微控制器來(lái)說(shuō)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(yùn)行.最常用的兩種類(lèi)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(shù)情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當(dāng)?shù)木?并且當(dāng)工作環(huán)境比較復(fù)雜的時(shí)候,不管是石英晶振還是硅振蕩器,都必須要達(dá)到這樣的環(huán)境需求.
但是出去上述三個(gè)因素之外,還必須要考慮功耗的問(wèn)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(nèi)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(mén)電路的功率耗散電容值是90pF.在4MHz,5V電源下工作時(shí),相當(dāng)于1.8mA的電源電流.再加上20pF的晶振負(fù)載電容,整個(gè)電源電流為2.2mA.
單芯片計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘源都有哪幾種可選,應(yīng)怎么選,就是這么簡(jiǎn)單.
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