MSP430單片機外圍晶振設計選型及參考方案

2021-01-08 電子產品世界

　　MSP430系列單片機是美國德州儀器(TI)1996年開始推向市場的一種16位超低MSP430單片機。它的功耗小、具有精簡指令集(RISC)的混合信號處理器(Mixed Signal Processor)。稱之為混合信號處理器，是由於其針對實際應用需求，將多個不同功能的模擬電路、數字電路模塊和微處理器集成在一個晶片上，以提供「單片機」解決方案。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201609/296449.htm

　　該系列單片機多應用於需要電池供電的可攜式儀器儀表中。本文主要講解MSP430系列晶片外圍晶振設計選型及注意事項等。

　　

---MSP430F149

 

　　MSP430系列晶片一般外搭兩顆晶振：一顆主頻晶振，通常在4~16Mhz中選擇;另外一顆時鐘晶振，即32.768Khz晶振，早期選用直插封裝的，現在大部分採用貼片封裝的產品，其一便於貼裝，其二追求產品的穩定性和品質的可靠性等。

　　

---應用電路

 

　　

---MSP430開發板

 

　　一、主頻晶振的選擇

　　通常MSP430晶片的主頻晶振一般選擇4Mhz的整數倍，即4Mhz、8Mhz、16Mhz、32Mhz等。早期電路設計的時候一般選擇成本較低的49S封裝產品，現階段越來越傾向於穩定性更好、體積更小、便於貼裝的貼片3225封裝產品，上海唐輝電子代理的日本KDS大真空公司推出的DSX321G和DSX320G\DSX320GE產品。

　　1、工業級、消費類產品用DSX321G 8Mhz，如下圖：

　　

 

　　該型號產品封裝為3.2mm*2.5mm，體積不到傳統直插型49S封裝的1/5，精度可達到20PPM，工作溫度達到-40—+85°C的工業級，完全能夠滿足客戶的要求。

　　

 

　　2、汽車電子、工控類產品用DSX320G/DSX320GE，如下圖：

　　

 

　　

 

　　該型號產品封裝同意為3.2*2.5mm，精度可做到100ppm和50ppm，除了溫度能滿足客戶要求的-40-+125°C、-40-+150°C外，還符合AEC-Q200標準。

　　二、32.768Khz時鐘晶振的選擇

　　32.768Khz這一家族的型號很多，各種直插和貼片的，各種負載電容的、各種精度的。根據MSP430不同的系列做一下針對性的推薦：

　　IC name Quartz crystal CL(pF)

　　MSP430F169 32.768kHz 12.5

　　MSP430F2131 32.768kHz 12.5

　　MSP430F2131 32.768kHz 6

　　MSP430F413 32.768kHz 12.5

　　MSP430F413 32.768kHz 6

　　MSP430FG4619 32.768kHz 12.5

　　MSP430FG4619 32.768kHz 6

　　MSP430F1232IPW 32.768kHz 12.5

　　MSP430F1XX 32.768kHz 12.5

　　MSP430F2XX 32.768kHz 12.5

　　MSP430F4XX 32.768kHz 12.5

　　MSP430F4XX 32.768kHz 12.5

　　MSP430F5XX 32.768kHz 12.5

　　MSP430FE427 32.768kHz 6

　　MSP430P325 32.768kHz 6

　　1、低負載、低ESR值產品：

　　直插封裝DT-26 32.768Khz 20PPM 6PF

　　

 

　　貼片封裝DMX-26S 32.768Khz 20PPM 6PF

　　

 

　　貼片封裝NX3215SA 32.768Khz 20PPM 6PF

　　

 

　　2、常規負載產品：

　　直插封裝DT-26 32.768Khz 20PPM 12.5PF

　　貼片封裝DMX-26S 32.768Khz 20PPM 12.5PF

　　貼片封裝NX3215SA 32.768Khz 20PPM 12.5PF

　　下面的文章非常重要，很多研發工程師就困擾在這裡。

　　搭配MSP430單片機的32.768Khz晶振(以圓柱形晶振為例)

　　的原理、基本應用、使用注意事項

　　音叉型水晶振動子標準品(32.768Khz圓柱體型晶振)使用上的注意事項

　　1、耐衝擊性

　　施加了過大的衝擊後，會引起特性的惡化或不發振。

　　充分注意不要發生落下。另外，儘可能在無衝擊的條件下使用。

　　自動焊接或條件變更時，在使用前應充分確認一下。

　　2、耐熱性、耐溼性

　　在高溫或低溫或高溼度條件下長時間的使用及保管，會引起振動子的惡化。儘可能在常溫、常溼條件下使用、保管。

　　3、焊錫耐熱性

　　標準型的振動子使用178℃熔點的焊錫。振動子內部的溫度超過150℃，會引起製品特性的惡化或不發振。

　　要在超過上面溫度的條件進行組裝時，是否改用耐熱製品或SMD振動子。

　　使用流動焊錫焊接時，請貴公司充分確認或與我公司聯絡。

　　焊接條件，引線部，280℃以下5秒以內或260℃以下10秒以內。

　　且，請不要在引線根部直接焊接。是造成特性惡化的原因。

　　4、印刷電路板的組裝方法

　　音叉型振動子橫向倒放時，請充分固定到電路板上。特別是振動的部位，如圖所示在電路板與振動子間放入緩衝材料，或用彈力較好的接著劑(矽膠等)進行固定。另外，請避免在底座玻璃部塗布接著劑。

　　振動子直立使用時，振動子與電路板間隔開DT-38型3mm以上，DT-26型2mm以上。

　　5、引線加工

　　要進行引線切斷時，應對切斷刀進行充分整備。

　　引線加工時，或引線彎曲修正時，對引線根部施加過大的力，會引起底座玻璃裂等，或對壓入部施加過大的力，注意會引起漏氣不良。另外，引線根部應留0.5mm以上的直線引線部分。

　　6、超音波洗淨及超音波焊著

　　由於是內部的水晶片諧振，造成不發振的原因，因此不能保證能否進行超音波焊著。

　　關於超音波洗淨，請貴公司確認。

　　7、激振標準

　　振動子在過大的激振標準上使用後，會引起特性惡化或不發振。

　　對於此種振動子，我公司建議在1.0μW以下使用。尚，不能保證在2.0μW以上使用。

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