MSP430单片机外围晶振设计选型及参考方案

唐辉电子

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。


---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。
---应用电路


---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：


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。




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


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




贴片封装DMX-26S 32.768Khz 20PPM 6PF




贴片封装NX3215SA 32.768Khz 20PPM 6PF



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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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）

飞翔的树叶

多谢LZ的分享，非常好的文章

redtorres

不错，学习了

唐辉电子

回复 3# redtorres

多谢支持，在晶振方面有需要请联系唐辉电子