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,是由于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芯片上,以提供“單片機”解決方案。
該系列單片機多應用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中。本文主要講解MSP430系列芯片外圍晶振設計選型及注意事項等。
MSP430系列芯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,現在大部分采用貼片封裝的產品,其一便于貼裝,其二追求產品的穩(wěn)定性和品質的可靠性等。
---應用電路
---MSP430開發(fā)板
一、主頻晶振的選擇
通常MSP430芯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,現階段越來越傾向于穩(wěn)定性更好、體積更小、便于貼裝的貼片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(yè)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(tǒng)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(yè)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(guī)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
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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、耐沖擊性
施加了過大的沖擊后,會引起特性的惡化或不發(fā)振。
充分注意不要發(fā)生落下。另外,盡可能在無沖擊的條件下使用。
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、耐濕性
在高溫或低溫或高濕度條件下長時間的使用及保管,會引起振動子的惡化。盡可能在常溫、常濕條件下使用、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℃,會引起制品特性的惡化或不發(fā)振。
要在超過上面溫度的條件進行組裝時,是否改用耐熱制品或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(lián)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沖材料,或用彈力較好的接著劑(硅膠等)進行固定。另外,請避免在底座玻璃部涂布接著劑。
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、超音波洗凈及超音波焊著
由于是內部的水晶片諧振,造成不發(fā)振的原因,因此不能保證能否進行超音波焊著。
關于超音波洗凈,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后,會引起特性惡化或不發(fā)振。
對于此種振動子,建議在1.0μW以下使用。尚,不能保證在2.0μW以上使用。