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有源晶振SIT1533和SIT1552与MCU时钟设计_振荡器_模式

萌界大人物 2024-09-19 23:37:34 0

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先容

基于嵌入衰落掌握器(MCU)的系统历来依赖低频32.768 kHz石英谐振器驱动振荡器进行韶光保持和故障规复功能.TempFlat™MEMS SiT1533振荡器和SiT1552温度补偿振荡器(TCXO)是新一代更小尺寸的32.768 kHz 可供应具有本钱效益,可靠性,改进频率稳定性的替代石英32.768 kHz振荡器的器件。

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本运用条记概述了低功耗MCU中利用的片内32 kHz振荡器模式以及SiT1533/SIT1552系列支持的不同驱动器设置。
SiT1533/SIT1552器件具有NanoDrive™,这是出厂设计的输出电压摆幅,以优化与现有振荡器坚持电路的电源和连接。
本文档列出了SiT1533/SIT1552输出驱动器VOH / VOL设置的有效组合以及特定MCU的干系部件号:

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(图片来自网络侵删)

1.Energy Micro EFM32 2.瑞萨电子RL78G13 3. STMicroelectronics STM32 4.德州仪器MSP430F2x 5.恩智浦LPC11xx 6.飞思卡尔Kinetis L4x / L5x 7.Microchip PIC18

特定于每个MCU的程序设计细节列在各个附录中本运用条记。

MCU 32KHz振荡器事情模式

大多数节能MCU都采取片上32.768 kHz振荡器作为具有固定或可调反相增益级的皮尔斯振荡器的变体,如图1所示。

图1:范例的32.768 kHz振荡器框图,显示了晶振

该低频振荡器可以被配置为以三种不同的模式事情,如图所示图2 1.模式1:仅谐振器模式:驱动32.768 kHz石英谐振器 2.模式2:在XIN引脚上接管正弦波输入≥200mVpp 3.模式-3:旁路或关闭片上数字逻辑电平时钟输入振荡器。
对付与1.8V逻辑电平兼容的振荡器输入,摆幅较小可以利用SiT15xx支持的NanoDrive来节省额外的电力

图2:MCU片上32 kHz振荡器的事情模式

SIT5xx 输出驱动电平

SiT15xx器件支持两种不同的输出驱动模式 1. NanoDrive™减少摆动,工厂可编程 2.铁路轨道全方位LVCMOS

NanoDrive减速摆动模式 在NanoDrive模式下,SiT15xx输出驱动器实现了各种电压摆幅和普通模式偏置电压,类似于通过32 kHz石英晶体驱动的Pierce振荡器的各种实现而持续的驱动电平。
对付直流偏置和摆幅电平敏感的32 kHz振荡电路,支持直流耦合VOH / VOL驱动电平。
每个VOH / VOL组合中显示精确的零件编号指示符!
参考源未找到..例如SiT153xAI-H4-D26-32.768将供应范例的驱动电平:VOH = 1.2V和VOL = 0.6V。
该设置的适用振荡器事情模式为Mode-1,如图2所示。

表1:许可的纳米驱动电平的矩阵

图3显示了在编程时SiT153x振荡器的范例波形输出NanoDrive模式:摆幅电压,Vswing = 0.7 V,VOH = 1.1V,VOL = 0.4V进入15 pF负载。
2012套件的相应部件号是SiT1533AI-H4-D14-32.768。

图3:SiT153xAI-H4-D14-32.768输出波形为15 pF负载

全速LVCMOS驱动

可以将SiT153x / SiT1552系列编程为产生全摆幅LVCMOS输出。
图4显示了SiT153xAI-H4-DCC-32.768,1.8V VDD到15 pF负载的波形

图4:1.8V VDD至15 pf负载下的SiT153xAI-H4-DCC-32.768的LVCMOS波形

Energy Micro EFM32

EFM32系列微掌握器基于面向低功耗操作的ARM Cortex-M0,M3或M4处理器核心。
EFM32采取低频晶体振荡器(LFXO),用于片上外设(包括RTC)和潜在的CPU内核。
LFXO可以在连接在LFXTAL_N和LFXTAL_P引脚上的32.768 kHz石英晶体或外部时钟源 在LFXTAL_P引脚上。
默认情形下,低频晶体振荡器(LFXO)被禁用。
表2列出了LFXO振荡器的三种事情模式中的每一种的SiT15xx器件的最佳设置。

表2:三个EFM32 LFXO振荡器模式的SiT15xx配置

STMicroelectronics STM32

STM32L152RBT6是基于ARM的Cortex-M3 MCU。
内部RTC具有单独的精确低频(LSE)振荡器。
LSE振荡用具有为实时时钟(RTC),外设时钟/日历或其他定时功能供应低功耗但高度准确的时钟源的优点。
振荡器包含用于晶体连接的OSC32_IN和OSC32_OUT引脚。
作为选件,外部时钟源可以通过MCU注册的设置绕过片上振荡器而直接路由到OSC32_IN引脚。
默认情形下,LSE振荡器关闭。
与EFM32不同,LSE振荡器支持两种事情模式。
表3列出了LSE振荡器的两种事情模式下SiT15xx的最佳设置。

表3:两个STM-32 LSE振荡器模式的SiT15xx配置

瑞萨电子RL78G13

R5F100LE是基于RL78内核的16位MCU。
MCU包括一个低频晶体振荡器(XT1),可用于定时外设(包括RTC)和核心(如果须要)。
XT1时钟振荡用具有两个用于晶体连接XT1和XT2的引脚。
可以通过设置XTSTOP位(时钟操作状态掌握寄存器(CSC)的位6)来停滞振荡。
外部CMOS电平时钟也可以供应给EXCLKS / XT2引脚。
表4列出了XT1的三种事情模式中的每一种的SiT15xx的最佳设置振荡器。

表4:三个XT1振荡器模式的SiT15xx配置

德州仪器MSP430F2x 德州仪器的MSP430微掌握器基于16位RISC CPU。
该架构结合五种不同的低功耗模式进行了优化,可在便携式运用中实现延长的电池寿命。
MSP430 MCU包括支持低系统本钱和超低功耗的基本时钟模块。
基本时钟模块包括低/高频振荡器,可用于32768 Hz的低频腕表晶体,谐振器或外部时钟源。
MCU有两个用于晶体连接的XIN和XOUT引脚。
表5列出了XT1振荡器的三种事情模式中的每一种的SiT153x的最佳设置。

表5:两个LFXT振荡器模式的SiT15xx配置

恩智浦LPC11xx

LPC1100 MCU是基于Cortex-M0的MCU,速率高达50 MHz。
CortexM0处理器是为各种嵌入式运用而设计的入门级32位ARM Cortex处理器。
MCU具有几种低功耗模式,可在便携式运用中实现高性能的低功耗:就寝模式,深度就寝模式,掉电模式和深度掉电模式。
该MCU集成了供应32768 Hz时钟的低功耗RTC振荡器。
两个引脚RTCXIN和RTCXOUT用于32768 Hz晶振的连接。
只管低功耗模式,RTC振荡器始终事情。
内部RTC振荡器不能旁路。
表6列出了XT1振荡器适用事情模式下SiT153x的最佳设置。

表6:RTC振荡器模式的SiT15xx配置

飞思卡尔Kinetis L4x / L5x

Kinetis L系列MCU基于ARM Cortex-M0 +处理器。
这些处理用具有低功耗和高性能。
MCU的时钟分配系统包括多功能时钟发生器(MCS),晶体振荡器(XOSC)和实时时钟(RTC)模块。
石英晶体可以连接到EXTAL32和XTAL32引脚。
如果XOSC被旁路,外部时钟可能会供应给EXTAL32引脚。
XOSC集成了可调片上负载电容,由用户固件掌握。
它们不包括将外部负载电容器连接到晶体。
有两种振荡器事情模式可供选择:高增益和低功耗配置。
高增益配置须要高电压电平。
下表列出了XOSC振荡器的两种事情模式下SiT153x的最佳设置。

表7:XOSC振荡器模式的SiT15xx配置

Microchip PIC18

PIC18 MCU是低功耗8位器件,许可灵巧的时钟定制和大略的寄存器访问,使设计职员能够在省电运用中实现较低的均匀功耗。
PIC18器件包括两个振荡器。
一个是在MHz频率范围内事情的高速振荡器。
第二个振荡器利用Timer1在低功耗低频下事情,并在核心和其他外设处于省电模式时连续事情。
赞助振荡器包括两个用于连接外部时钟源的T1OSI和T1OSO引脚。
下表显示了利用SiT153x器件作为时钟源时的两种可能模式。
为了达到最低功耗SiTime建议利用旁路模式(Mode-3)。
这肃清了片上赞助振荡器电路花费的额外电流。

表8:赞助振荡器模式的SiT15xx配置

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