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PIC16C5X的时钟振荡器

2020-01-03 18:15:26

PIC16C5X系列有四种振荡选择,标准晶体/陶瓷振荡器(XT)、低频低功耗振荡器(LP)、高速振荡器(HS)和阻容振荡器(RC)。在EPROM型和后缀为RC的单片机中,振荡器电路可由配置位EPROM编程来选择。QTP单片机中振荡器在出厂时已设定,它可通过特定方法测试。

    [1]. 石英晶体振荡器。

    PIC16C5X单片机的XT、HS或LP模式,OSC1和OSC2需要外接石英晶体或陶瓷振荡器,如下图所示,HS振荡器需要串联电阻Rs,Rs的取值范围在100欧至1k欧之间。

石英晶体振荡器
    在单片机采用石英晶体振荡器或陶瓷振荡器时,所采用的电容和产生的频率有所不同,电容取值大有利于振荡稳定,但却延长了起振时间。

    采用陶瓷振荡器时,所选择的电容容量和产生的振荡频率如表1所示。采用石英振荡器时,所选择的电容容量和产生的振荡频率如表2所示。

  表1 陶瓷振荡器和匹配电容
振荡器类型 陶瓷振荡器频率 电容(C1=C2)/pF
XT 455kHz 150-330
2.0MHz 20-330
4.0MHz 20-330
HS 8.0MHz 20-330
    [2]. RC振荡器。

    对于定时不需要很准确的场合,RC振荡器可明显地降低成本。RC振荡器的频率和电源电压VDD、外接电阻REXT、外接电容CEXT和工作温度有关。由于在制造过程中参数的不一致,振荡器的频率对每个单片机可能有所不同。另外,不同封装方式的引线分布电容不同也会影响振荡频率,在外接电容CEXT的值较小时特别明显。用户还需考虑所用的外部电阻REXT和CEXT的误差。

  表2 石英晶体振荡器和匹配电容
振荡器类型 振荡器频率 电容C1/pF 电容C2/pF
LP 32kHz 15-30 15
XT 100kHz 15-30 200-200
200kHz 15-30 100-200
455kHz 15-30 15-100
1MHz 15-30 15-30
2MHz 15 15
4MHz 15 15
HS 4MHz 15 15
8MHz 15 15
20MHz 15 15
    图2为RC振荡电路接线图,在外接电阻REXT的值小于2.2kΩ时,振荡器的工作可能不稳定,甚至不能起振。而电阻REXT太大时(如大于1MΩ),振荡器又容易受噪声、湿度及漏电干扰亦变得不稳定。我们建议REXT的取值范围为5-100kΩ为宜。

    振荡器可以在没有外接电容的情况下工作,但为为了防止干扰和提高稳定性,推荐采用20pF以上的电容。在使用小电容时,由于印刷板和封装引线的分布电容的影响,将使振荡频率发生变化。表3为不同阻容值时的振荡频率。RC振荡时OSC2当作CLKOUT(CLKOUT=fOSC/4)输出。
石英晶体振荡器
  表3 RC振荡器在不同电阻电容时的振荡频率
CEXT/pF REXT/kΩ 平均振荡频率
fOSC@5V,25℃
20 3.3 4.973MHz ±27%
5 3.82MHz ±21%
10 2.22MHz ±21%
100 262.15kHz ±31%
100 3.3 1.63MHz ±13%
5 1.19MHz ±13%
100 684.64kHz ±18%
100 71.56kHz ±25%
300 3.3 660kHz ±10%
5 484.1kHz ±14%
100 267.63kHz ±15%
100 29.44kHz ±19%
    [3]. 外部振荡。

    在PIC16C5X单片机中也可采用外部振荡源的方法提供时钟源,来自外部的时钟从OSC1端输入单片机,OSC2置空,外部时钟只用于HS、XT和LP型振荡器的单片机。参见图3。