三种常见单片机时钟电路方案，对比其优缺点

单片机时钟频率电路的选择方案

作为单片机研发设计的项目，最小电路工作系统通常包括电源电路、复位电路和时钟频率电路等。其中，电源电路和复位电路的设计对于工程师来说相对容易理解和实现。

然而，时钟频率电路的设计方案选择却因为不同的开发项目功能需求而各异，很难得到有效的统一设计。

举个例子：

• 项目A对研发成本有严格的要求，功能相对简单；
• 项目B的电路系统需要与外部电路系统进行串口通信，通信数据不能出错；
• 项目C需要实现一个时钟万年历功能，要求时间不能间断且精度较高。

对于单片机的时钟频率电路，工程师会根据不同项目的要求来设计和选择匹配的方案，总体上可以分为以下三类选择方案。

外部晶振方案

所谓外部晶振方案，是指在单片机的时钟引脚X1与X2外部连接一个晶振。

单片机外部晶振图

优点：时钟频率精度高，稳定性能好；对于一些数据处理能力要求较高的项目，尤其是多个电路系统彼此需要信息通讯，如包含USB通讯、CAN通讯的项目，选用外部晶振的方案较多。

缺点：由于增加了外部晶振，所以研发的BOM表元器件成本增加扩大了。

内部晶振方案

所谓内部晶振方案，是指单片机利用内部集成的RC振荡电路产生的时钟频率。

单片机内部晶振图

优点：省去外部晶振，工程师可以有效的节约研发BOM元器件成本。

缺点：RC振荡电路产生的时钟频率精度比较低，误差较大，容易引起一些高频率通信的数据交互错误。

时钟芯片方案

所谓时钟芯片方案，是指在单片机外部加入一个专门处理时钟的时钟芯片，用来给单片机提供精准的时钟信号。

单片机与时钟芯片电路

优点：精度高，误差小；适用于一些要求较高的电路项目。

缺点：电路设计复杂，工程师开发难度较高，研发BOM元器件成本高。

关于时钟芯片的一些电路特性，以美信的DS1338型号为例说明：

DS1338时钟芯片

（1）供电

时钟芯片的供电电源包含两个部分：

• VCC供电，是指电路项目系统的电源，同时也是单片机的电源。
• Vbat供电，是指电池供电的电源，由于某种原因在VCC供电突然失去的条件下，时钟芯片自动启用Vbat电池电源，用以保持时钟芯片内部的时钟信号处理，不必因为电路系统电源VCC断电而失去电路工作。

（2）功能

时钟芯片内部集成时间的“秒”“分”“时”“日”“周”“月”和“年”详细信息计时电路功能，通过IIC通信方式将时间的信息发送至单片机，单片机即可获得高精度的时钟信息。

（3）接口

时钟芯片与单片机的接口是IIC通信接口，此接口方式为串口通信，工程师开发设计较为简单，容易实现电路功能；

（4）精度

精度，是指时钟芯片在正常工作条件下产生的时钟误差；例如美信的DS1338时钟芯片精度控制在10PPM，换算成一天24小时误差精度在0.8秒左右。

（5）应用

时钟芯片，一般用来处理精确计算时间的电路项目，如时间万年历。

结语

选择什么方案，主要由你需求决定。当然这三个方案都是针对一些工业与民用领域，如果涉及到航空航天应用领域，比如卫星导航与遥感测量等，则需要选择更高精度的时钟频率电路，如原子钟方案。

以上就是良许教程网为各位朋友分享的Linu系统相关内容。想要了解更多Linux相关知识记得关注公众号“良许Linux”，或扫描下方二维码进行关注，更多干货等着你 ！