STM32芯片+8M+32.768Khz晶振的设计思路、参考方案
意法半导体 (STMicro Electronics) 集团于1987年6月成立,是由意大利的SGS 微电子公司和法国Thomson 半导体公司合并而成。自1999年起,ST 始终是世界十大半导体公司之一。STM32系列产品是ST在2007年推出的基于ARM@Cortex-M内核的高性能、低成本、低功耗MCU。STM32F1系列是最早推出的一个产品系列,也是目前用的最多的一个产品系列。本文主要讲解STM32系列MCU匹配晶振的推荐选型及注意事项等。http://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/094048bk30ks58w7kky8bi.jpg--STM32F103一般来说MCU需要接入一个主频和一个时钟频率,STM32F1系列也不例外。其中主频4~16MHZ居多,一般搭配常用的8MHZ晶振;时钟频率即是最常见的32.768KHZ晶振。
如图所示:http://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/0940488574a8q78vhjzm4b.jpg
一、8MHZ的主频晶振可供选择的范围很广泛,但是随着电子产品小型化越来越成为主流,因此电路板上提供给各位研发设计人员的空间越来越小,因此对晶振的选择也是以小体积的贴片封装为主,本文推荐两颗极具性价比的8MHZ晶振,即上海唐辉电子代理的日本KDS大真空公司推出的DSX321G和DSX320G/DSX320GE系列产品。
1、 工业级、消费类产品用DSX321G 8MHZ ,如下图:http://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/094048jvexzgosggtsv2jx.jpg
该型号产品封装为3.2mm*2.5mm,体积不到传统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。http://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/0940499vd9lzs6ullxdjav.jpg
2、汽车电子、工控类产品用DSX320G/DSX320GE,如下图:http://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/0940495apj4a6xej0q353b.jpg
该型号产品封装统一为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STM32系列大部分产品外围匹配的32.768KHZ晶振要求低负载、低ESR值等,因此对该颗晶振的要求相当高。一旦该颗晶振的指标出现偏差,极易出现晶振起振时间慢、时间偏大、不起振等现象。本文给您推荐几颗大批量应用在STM32芯片上的时钟晶振。
1、低负载、低ESR值产品:直插封装DT-26 32.768KHZ 20PPM 6PFhttp://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/094049jxazaqn9catapqne.jpg
贴片封装DMX-26S 32.768KHZ 20PPM 6PFhttp://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/0940493d7opw3db7dvmow7.jpg
贴片封装NX3215SA 32.768KHZ 20PPM 6PF 日本NDKhttp://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/094050gtgysj3oln1bdicw.jpg
2、常规负载产品:直插封装DT-26 32.768KHZ 20PPM 12.5PFhttp://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/094050sjyicsj1srymnk6g.jpg
贴片封装DMX-26S 32.768KHZ 20PPM 12.5PFhttp://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/094050q5hj5kk57kpqt8xt.jpg
贴片封装NX3215SA 32.768KHZ 20PPM 12.5PF 日本NDKhttp://bbs.ofweek.com/data/attachment/forum/201606/20/094050bqmm9llqglm9llgg.jpg
(未完,待续)
您好,我们公司大量使用了STM32F103这款芯片,目前用的晶振是意法厂商推荐的晶振厂商:北京晶宇兴,负载电容也是6fp的,现在考虑更换供应商,请问如何联系?
另外,我们发现STM32F103这款芯片,无论是用6fp,还是12.5pf,不会振的就是不会振,会振的,无论你是用6pf还是12.5pf晶振,都是可以工作的,我们用了6年了这款芯片,基本可以确认这款芯片的RTC设计有严重的缺陷,即使是好的器件,RTC部分也很容易被ESD所损坏。
STM32F103 就是6pf的晶振,我MC-306从来没有出过任何问题,有问题肯定是晶体的负载电容不对,或是pcb设计不合理。后面因为对计时精度和后备电池有要求(4年不换电池),RTC改成rx8025T了。 lwtlwt 发表于 2016-6-20 14:49
您好,我们公司大量使用了STM32F103这款芯片,目前用的晶振是意法厂商推荐的晶振厂商:北京晶宇兴,负载电 ...
haisens 发表于 2016-6-20 15:14
STM32F103 就是6pf的晶振,我MC-306从来没有出过任何问题,有问题肯定是晶体的负载电容不对,或是pcb设计不 ...
那是因为产量不大,我们1000台里就有一两台有问题,但要知道,我们的客户不良品是按ppm计的,也就是100万里有多少台的问题。我们的设计是通过了最严谨的德国TUV公司的认证,我们的工程师也是有着十多年的设计经验。STM32的RTC有问题是很多人都遇到的,对于有问题的芯片,无论你如何设计,都是不起振的。意法公司用这个6pf的要求,其实只是降低了这个风险,但不是从根源上解决,这个问题意法是不可能承认的,承认就等于要负责任。
我们生产时就发现:有个别不起振的,无论用什么晶振,或者如何改外围电路、尝试各种方法都是无法稳定可靠起振的,即使把这个芯片拆下放在意法的评估板上,也是存在问题的。
我们从代理商了解的信息来看,只要用了103这个系列,只要产量足够大,就一定会一些出现问题,而且有可能是开始没有问题,哪天突然就停振了。
我们分析问题的核心是在于这个MCU的RTC设计有缺陷,导致它非常挑剔晶振,这为不稳定埋下了伏笔。意法公司人员解决说用6pf是为了降低功耗,这其实是不成立的,PCF8563就可以用12.5pf,但它的功耗远低于STM32。 lwtlwt 发表于 2016-6-20 16:26
那是因为产量不大,我们1000台里就有一两台有问题,但要知道,我们的客户不良品是按ppm计的,也就是100万 ...
我公司的出货量也绝对不小,从09年就开始陆续吧单片机还成ST的,103,101,100,050,030系列都。32.768K晶体的问题,这个问题一直和103系列的I2C一样,一直都说有问题。
我承认103的RTC时钟,I2C等设计都有缺陷,有缺陷不代表是不能使用。
RTC电路最大的问题就是不起振,或停振。
问题在AN2867,这个文档里都说的很清楚。
1,32.768K晶体负载电容6pf,这个不是为了省电,而是芯片设计就是这样的,你可以查阅ST,mcu芯片的历史,他们家的MCU,RTC基本上都是6PF。
2,外部的负载电容是否小于6pf?
3,晶体两脚之间要并联10M-50M的电阻,这个也是历史设计原因,包括到现在很多其他ic也要加这个电阻,否则不起振。
4,要充分考虑PCB对电路的影响,如果是多层板,晶体引线是否过长,下方是否挖空处理?多层板1-2层只有不到0.18mm间距,要考虑到晶体引脚与底层地线产生的电容,而且这个电容不小。
5,RTC引脚ESD损坏,这个引脚确实容易被ESD损坏,包括用示波器测量都有可能损坏。
软件上处理,比如安全时钟等(这个是解决主晶体停振)。
为什么我们要换外部RTC,103的RTC虽说可以软件去校准,但是我们客户要求年误差不超过5分钟,备用电池4年寿命,所以能满足要求的都是内置32.768K晶体且带补偿的IC,目前使用RX8025T,最关键是客户不差钱。。。
RX8025T 通信就是I2C,软件上是用的硬件I2C,当然I2C库的底层改了很多,外面还挂的有其他I2C设备,一直都没有出过问题。 haisens 发表于 2016-6-20 19:38
RX8025T 通信就是I2C,软件上是用的硬件I2C,当然I2C库的底层改了很多,外面还挂的有其他I2C设备,一直都没 ...
您所说的那个文档,我们早就研究得烂熟了,其实没有什么高深的内容,毕竟RTC本来就不复杂,但是,无论用什么办法,
都没有办法保证完全不出现问题,只要产量足够大,就一定有一个比例会出现问题,差不多1000台就有1~2台左右,这个
比例已经让人无法接受,特别是使用几个月后在客户那边出现问题,如果没有这个问题,产品基本是零返修。
我们以前用的是PCF8563,从来就没有坏过一次。
其实你说的误差倒容易解决,我们客户要求是10ppm,我们用STM32通过软件补偿可以做到,我们是在产线上用自动化设备测量出晶振的频率,通过软件自动写入到补偿参数,可以做到10ppm的误差。
有源晶振呢 换厂商
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