硬件|為什么晶振不集成到芯片內(nèi)部去呢?

時(shí)間：2021-10-09 15:04:09

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01原因1

早些年, 芯片的生產(chǎn)制作工藝也許還不能夠?qū)⒕д褡鲞M(jìn)芯片內(nèi)部, 但是現(xiàn)在可以了，這個(gè)問題主要還是實(shí)用性和成本決定的

02原因2

芯片和晶振的材料是不同的, 芯片 (集成電路) 的材料是硅, 而晶體則是石英 (二氧化硅), 沒法做在一起, 但是可以封裝在一起, 目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)了, 但是成本就比較高了。

03原因3

晶振一旦封裝進(jìn)芯片內(nèi)部, 頻率也固定死了, 想再更換頻率的話, 基本也是不可能的了, 而放在外面, 就可以自由的更換晶振來給芯片提供不同的頻率.。有人說, 芯片內(nèi)部有 PLL, 管它晶振頻率是多少, 用 PLL 倍頻/分頻不就可以了, 那么這又回到成本的問題上來了, 100M 的晶振集成到芯片里, 但我用不了那么高的頻率, 我只想用 10M 的頻率, 那我為何要去買你集成了 100M 晶振的芯片呢, 又貴又浪費(fèi)。

04STM32時(shí)鐘

我們通常所說的 "片內(nèi)時(shí)鐘", 是不是實(shí)際上片內(nèi)根本沒有晶振, 是有RC 振蕩電路。

眾所周知STM32有5個(gè)時(shí)鐘源HSI、HSE、LSI、LSE、PLL；其實(shí)他只有四個(gè)，因?yàn)閺纳蠄D中可以看到PLL都是由HSI或HSE提供的。

其中，高速時(shí)鐘(HSE和HSI)提供給芯片主體的主時(shí)鐘.低速時(shí)鐘(LSE和LSI)只是提供給芯片中的RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘)及獨(dú)立看門狗使用，圖中可以看出高速時(shí)鐘也可以提供給RTC。

內(nèi)部時(shí)鐘是在芯片內(nèi)部RC振蕩器產(chǎn)生的，起振較快，所以時(shí)鐘在芯片剛上電的時(shí)候，默認(rèn)使用內(nèi)部高速時(shí)鐘。而外部時(shí)鐘信號(hào)是由外部的晶振輸入的，在精度和穩(wěn)定性上都有很大優(yōu)勢(shì)，所以上電之后我們?cè)偻ㄟ^軟件配置，轉(zhuǎn)而采用外部時(shí)鐘信號(hào).

如果選用內(nèi)部時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘，其倍頻達(dá)不到72Mhz，最多也就8Mhz/2*16 = 64Mhz。

如果使用內(nèi)部RC振蕩器而不使用外部晶振，請(qǐng)按照如下方法處理：

1、對(duì)于100腳或144腳的產(chǎn)品，OSC_IN應(yīng)接地，OSC_OUT應(yīng)懸空。

2、對(duì)于少于100腳的產(chǎn)品，有2種接法：

1）OSC_IN和OSC_OUT分別通過10K電阻接地。此方法可提高EMC性能。

2）分別重映射OSC_IN和OSC_OUT至PD0和PD1，再配置PD0和PD1為推挽輸出并輸出'0'。此方法可以減小功耗并(相對(duì)上面i)節(jié)省2個(gè)外部電阻。