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[资料] MSP430单片机外围晶振设计选型及参考方案

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发表于 2016-6-1 13:08:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 唐辉电子 于 2016-6-1 13:09 编辑

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。
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。


1.png ---MSP430F149


   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。
2.png ---应用电路


3.png ---MSP430开发板


一、主频晶振的选择
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。


1、工业级、消费类产品用DSX321G 8Mhz,如下图:
4.png

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。
5.png



    2、汽车电子、工控类产品用DSX320G/DSX320GE,如下图:
6.png

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。


二、32.768Khz时钟晶振的选择
   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:
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、低负载、低ESR值产品:
直插封装DT-26 32.768Khz 20PPM 6PF
7.png



贴片封装DMX-26S 32.768Khz 20PPM 6PF
8.png



贴片封装NX3215SA 32.768Khz 20PPM 6PF
9.png


2、常规负载产品:


直插封装DT-26 32.768Khz 20PPM 12.5PF



贴片封装DMX-26S 32.768Khz 20PPM 12.5PF






贴片封装NX3215SA 32.768Khz 20PPM 12.5PF



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下面的文章非常重要,很多研发工程师就困扰在这里。


搭配MSP430单片机的32.768Khz晶振(以圆柱形晶振为例)
                           的原理、基本应用、使用注意事项


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


1、耐冲击性
施加了过大的冲击后,会引起特性的恶化或不发振。
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。
自动焊接或条件变更时,在使用前应充分确认一下。


2、耐热性、耐湿性
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。


3、焊锡耐热性
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。
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。
使用流动焊锡焊接时,请贵公司充分确认或与我公司联络。
焊接条件,引线部,280℃以下5秒以内或260℃以下10秒以内。
且,请不要在引线根部直接焊接。是造成特性恶化的原因。


4、印刷电路板的组装方法
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。
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。


5、引线加工
要进行引线切断时,应对切断刀进行充分整备。
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。


6、超音波洗净及超音波焊着
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。
关于超音波洗净,请贵公司确认。


7、激振标准
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。
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。


(未完,待续)
发表于 2016-6-27 10:39:10 | 显示全部楼层
多谢LZ的分享,非常好的文章
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发表于 2016-6-30 08:52:48 | 显示全部楼层
不错,学习了
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 楼主| 发表于 2016-8-5 14:37:30 | 显示全部楼层
回复 3# redtorres

多谢支持,在晶振方面有需要请联系唐辉电子
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