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% W4 k5 \/ O8 y4 |! z$ J+ ]MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低MSP430单片机。它的功耗小、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。称之为混合信号处理器,是由于其针对实际应用需求,将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片机”解决方案。4 F1 y! }& q. t" b0 X) E" A8 S
该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。本文主要讲解MSP430系列芯片外围晶振设计选型及注意事项等。
* s* U9 l, [3 r; y) @( H+ E0 G+ o7 o2 e& B8 E2 e
---MSP430F149
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MSP430系列芯片一般外搭两颗晶振:一颗主频晶振,通常在4~16Mhz中选择;另外一颗时钟晶振,即32.768Khz晶振,早期选用直插封装的,现在大部分采用贴片封装的产品,其一便于贴装,其二追求产品的稳定性和品质的可靠性等。
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---应用电路* \* M! p2 h. m# ?/ k' V
: H0 o! a1 C% H$ l
---MSP430开发板4 M/ x' ?8 s; E8 f: X( ^8 X e
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一、主频晶振的选择
O+ b T- F, r通常MSP430芯片的主频晶振一般选择4Mhz的整数倍,即4Mhz、8Mhz、16Mhz、32Mhz等。早期电路设计的时候一般选择成本较低的49S封装产品,现阶段越来越倾向于稳定性更好、体积更小、便于贴装的贴片3225封装产品,上海唐辉电子代理的日本KDS大真空公司推出的DSX321G和DSX320G\DSX320GE产品。 j+ b/ p$ g8 J. _
! ]. v; A, N! S$ d% E1、工业级、消费类产品用DSX321G 8Mhz,如下图:
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- H% w: g% i( g: X5 b
该型号产品封装为3.2mm*2.5mm,体积不到传统直插型49S封装的1/5,精度可达到20PPM,工作温度达到-40—+85°C的工业级,完全能够满足客户的要求。
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1 N+ u+ s) M% h1 N. w' Y" c% A
) t. p) H- b2 W$ s6 x 2、汽车电子、工控类产品用DSX320G/DSX320GE,如下图:3 l2 B% I! Z9 o* d
# L4 I# \. X* Y) O8 a% E该型号产品封装同意为3.2*2.5mm,精度可做到100ppm和50ppm,除了温度能满足客户要求的-40-+125°C、-40-+150°C外,还符合AEC-Q200标准。
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二、32.768Khz时钟晶振的选择+ x5 u% p& f" s4 m8 I, j$ K' q
32.768Khz这一家族的型号很多,各种直插和贴片的,各种负载电容的、各种精度的。根据MSP430不同的系列做一下针对性的推荐: V+ |# E# V2 ^9 q/ g0 P: r
IC name Quartz crystal CL(pF)1 X) _* M& E* u( C3 F' E. H" L
MSP430F169 32.768kHz 12.5: d, i/ B; [2 @/ S1 @
MSP430F2131 32.768kHz 12.5
$ J4 q* H; f* A/ fMSP430F2131 32.768kHz 6
+ @! g9 \0 K6 i! V: K7 ]MSP430F413 32.768kHz 12.5: c( [( V# Q4 {9 {
MSP430F413 32.768kHz 61 P: F5 \6 o4 k' g! s- a7 `
MSP430FG4619 32.768kHz 12.5& a0 ]! J: C: f
MSP430FG4619 32.768kHz 6; q$ V* l$ h" X7 j6 }6 `% e$ z
MSP430F1232IPW 32.768kHz 12.5# m( J4 S" g* |$ n& W k
MSP430F1XX 32.768kHz 12.5
* p: I1 h, ^+ G3 ~8 A/ T9 cMSP430F2XX 32.768kHz 12.5: m& @7 }5 w9 f8 B D* C$ S- p
MSP430F4XX 32.768kHz 12.51 l0 e2 B9 c. {) v
MSP430F4XX 32.768kHz 12.5
3 z7 _3 d' O) m8 r8 V% x0 SMSP430F5XX 32.768kHz 12.5( S$ z3 i' I' L4 S6 c/ j+ x
MSP430FE427 32.768kHz 6 \( c5 ^2 `6 P7 T5 x- ^
MSP430P325 32.768kHz 6
7 n6 k9 q0 u" s9 l( c* G: l
) _ D2 R" U9 E8 \+ U1、低负载、低ESR值产品:; F3 u1 X x8 z. _. z" X
直插封装DT-26 32.768Khz 20PPM 6PF
0 t- I2 U9 O, y
3 h R3 {$ z( |% a7 m3 \/ v
贴片封装DMX-26S 32.768Khz 20PPM 6PF. u+ @$ L9 n1 Y, B m3 e
! L' b, `8 a0 e# K* ?; P% |贴片封装NX3215SA 32.768Khz 20PPM 6PF( ^+ V% v; ]4 Q0 ?6 i1 L: z( K
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2、常规负载产品:2 T4 @2 M4 H7 E7 N+ b2 E9 Y# H% {
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直插封装DT-26 32.768Khz 20PPM 12.5PF7 O2 U' T- L) z1 s
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贴片封装DMX-26S 32.768Khz 20PPM 12.5PF% M) ~% p" K& B4 V* I. H: B# C( I
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贴片封装NX3215SA 32.768Khz 20PPM 12.5PF) Q) Q2 Z' f' b# t6 Y9 Q
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( D' a2 @5 a5 l C8M、16M、24M、32M也常有现货!
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4 a) v& D0 C+ x5 `7 ]2 U下面的文章非常重要,很多研发工程师就困扰在这里。
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0 S' A0 F3 u/ N' I' D: ~5 k搭配MSP430单片机的32.768Khz晶振(以圆柱形晶振为例)% u* ?3 E8 b- M! ^4 d
的原理、基本应用、使用注意事项
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音叉型水晶振动子标准品(32.768Khz圆柱体型晶振)使用上的注意事项
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1、耐冲击性2 F8 r7 S% ^- N
施加了过大的冲击后,会引起特性的恶化或不发振。
* A' t6 {+ j0 `; x! z! I充分注意不要发生落下。另外,尽可能在无冲击的条件下使用。5 S$ i8 C) v+ _
自动焊接或条件变更时,在使用前应充分确认一下。' @+ Q. _% Z$ v: d! r0 o
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2、耐热性、耐湿性' S* r3 b' P8 r8 i* @
在高温或低温或高湿度条件下长时间的使用及保管,会引起振动子的恶化。尽可能在常温、常湿条件下使用、保管。
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; h$ f4 e4 {( Y" A$ g- I. ^' H3、焊锡耐热性
1 I. e* [) {3 I: D- y标准型的振动子使用178℃熔点的焊锡。振动子内部的温度超过150℃,会引起制品特性的恶化或不发振。
5 a6 h$ M, Z! ?& f6 Q要在超过上面温度的条件进行组装时,是否改用耐热制品或SMD振动子。- b Y6 W6 F1 o3 O
使用流动焊锡焊接时,请贵公司充分确认或与我公司联络。
5 q' I, k8 H* ~$ ] k$ t焊接条件,引线部,280℃以下5秒以内或260℃以下10秒以内。0 E) c" i/ {% J
且,请不要在引线根部直接焊接。是造成特性恶化的原因。
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0 W/ }$ q4 y/ y8 w' ?& D, g4、印刷电路板的组装方法
' J' U; J }: Q" K4 b ?音叉型振动子横向倒放时,请充分固定到电路板上。特别是振动的部位,如图所示在电路板与振动子间放入缓冲材料,或用弹力较好的接着剂(硅胶等)进行固定。另外,请避免在底座玻璃部涂布接着剂。
" D( H& f8 w8 \4 n/ j- p振动子直立使用时,振动子与电路板间隔开DT-38型3mm以上,DT-26型2mm以上。
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9 U: O3 V) l" ]5、引线加工
& [3 d! t* [6 B2 b% g" I# c要进行引线切断时,应对切断刀进行充分整备。- [3 ]7 W6 y1 k. D9 s$ q( ~: L
引线加工时,或引线弯曲修正时,对引线根部施加过大的力,会引起底座玻璃裂等,或对压入部施加过大的力,注意会引起漏气不良。另外,引线根部应留0.5mm以上的直线引线部分。
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6、超音波洗净及超音波焊着
! s$ P) k: K; T$ `3 I" P由于是内部的水晶片谐振,造成不发振的原因,因此不能保证能否进行超音波焊着。- b) h- a/ _$ W7 s4 }* M
关于超音波洗净,请贵公司确认。+ X/ |8 z7 V8 R t0 Q4 v# [
1 A% `! j" n% \9 V* h4 N: E, d9 l7、激振标准
- s* B# i" j1 C g& { x- ~振动子在过大的激振标准上使用后,会引起特性恶化或不发振。% v( d7 q) n- p, n' n9 p2 Z
对于此种振动子,我公司建议在1.0μW以下使用。尚,不能保证在2.0μW以上使用。
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. U! n2 |/ C$ R(未完,待续)
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