Kiedy należy zastosować zewnętrzny kryształ dla tego MCU, biorąc pod uwagę, że wewnętrzny oscylator jest znacznie szybszy?

12

Patrzę na to MCU i zastanawiałem się, czy warto użyć zewnętrznego kryształu.

Wyodrębniono z arkusza danych pg1,

* Zarządzanie zegarem
- Oscylator kwarcowy od 4 do 32 MHz
- Oscylator 32 kHz dla RTC z kalibracją - Wewnętrzny RC 8 MHz z opcją x6 PLL - Wewnętrzny oscylator RC 40 kHz

- Wewnętrzny oscylator 48 MHz z automatycznym przycinaniem w oparciu o ext. synchronizacja*

Wewnętrzny oscylator może wynosić do 48 MHz. Zewnętrzny kryształ ma między 4 - 32 MHz. Dlaczego warto używać zewnętrznego kryształu, gdy wewnętrzny jest szybszy niż 48 MHz, skoro zewnętrzny kryształ kosztuje i zajmuje przestrzeń? Kiedy należy użyć zewnętrznego kryształu?

— użytkownik768421
źródło

4

jedyną zaletą wewnętrznego oscylatora mcu jest oszczędność kosztów, gdy nie wymagają dodatkowej dokładności zewnętrznych.

— Mahmoud Hosseinipour,

24

Wewnętrzny oscylator jest znacznie mniej stabilny niż zewnętrzny oscylator kryształowy.

Jeśli poprawnie czytam arkusz danych, wewnętrzny oscylator 48 MHz jest fabrycznie skalibrowany tylko w zakresie 2,9% określonej częstotliwości - nawet nie jest wystarczająco dobry dla RS-232. Są sposoby na zsynchronizowanie go z zegarem zewnętrznym, myślę, że jest przeznaczony do użycia w urządzeniu USB, w którym można zablokować PLL do strumienia bitów USB.

Zewnętrzny kryształ ma zwykle dokładność do około 20 ppm , części na milion. To 0,002% od określonej częstotliwości. Jeśli potrzebujesz jeszcze lepiej, są nawet kompensowane temperaturowo, piekarnikowe oscylatory kwarcowe.

Ponadto może być wymagana dokładna prędkość zegara na innej częstotliwości, zwykle do komunikacji z urządzeniem lub urządzeniem nadrzędnym za pośrednictwem asynchronicznego kanału komunikacyjnego. W tym celu może być potrzebny oscylator na przykład 29491200 Hz (115200 * 256).

— rura
źródło

2

szczerze mówiąc, 2,9% jest zwykle wystarczająco dobre dla UART / RS-232 (użyłem 115200 UART z co najmniej 3,5% tolerancją [z powodu wewnętrznego niedopasowania prędkości 8 MHz RC i wewnętrznych niedokładności] przez kilka tygodni bez zauważalnego błędy); AFAIR, UART / RS-232 jest dość użyteczny poniżej 5% całkowitego niedopasowania zegara, a graniczny użyteczny nawet o procent lub dwa wyższy - również przegapiłeś fakt (zauważony przez innych), że możesz użyć PLL do pomnożenia kryształowego zegara, aby uzyskać prędkości tak wysokie jak wewnętrzne taktowanie.

2

@vaxquis miałeś szczęście. 5% jest absolutnym maksymalnym dopuszczalnym niedopasowaniem prędkości transmisji, a jeśli nadawca i odbiorca mają 2,5% w różnych kierunkach, to masz rację.

— Bruce Abbott,

6

RS232 jest standardem napięcia i pinów, a nie protokołem.

— old_timer

2

Jeśli użyjesz 4x oversampling, najprawdopodobniej możesz uzyskać od 25 do 50% zniżki. Z 8x może być prawdopodobnie gorszy niż, a 16x nawet lepszy. Musisz być wystarczająco dokładny, aby przejść przez jedną postać, a następnie odbiornik ponownie synchronizuje bit startowy. Niektóre mogą nawet ponownie synchronizować na każdej krawędzi, co pozwala na jeszcze większy błąd. Zatem dekodowanie Uart zależy od konstrukcji odbiornika. Niektóre / rozsądne projekty mogą bardzo łatwo działać wiecznie z błędem zegara 2,9% i nigdy się nie ześlizgną.

— old_timer

3

@pipe, czyli cały punkt oversamplingu 8 i 16x, aby uzyskać lepszą rozdzielczość, gdzie krawędzie są względem miejsca, w którym próbujesz. Być może części, o których mówisz, używają wewnętrznych oscylatorów. A może używani młodsi inżynierowie, ponieważ projektowanie jest dość trywialne. Możesz łatwo synchronizować na każdej krawędzi i zachować synchronizację na zawsze, nawet przy przesunięciu zegara. Ponieważ nie wiemy, chyba, że tam pracujemy i nie znajdujemy się we właściwym dziale, w jaki sposób zaprojektowano odbiornik, najlepiej spróbować dostać się do tych kilku procent i / lub przeprowadzić wystarczającą liczbę testów, aby wygenerować statystyki dotyczące wskaźnika błędu bitowego.

— old_timer

10

Wewnętrzny to oscylator, zwykle oscylator RC. Oscylatory te są znacznie mniej dokładne niż kryształy. Również te oscylatory mają tendencję do dryfowania ze zmianami temperatury.

Z drugiej strony kryształy mogą być tak dokładne, jak pieniądze, które chcesz wydać. Dokładność jest potrzebna, gdy na przykład używana jest szybka komunikacja, taka jak USB. USB ma bardzo wąskie tolerancje.

— vini_i
źródło

8

Zobacz ten schemat na stronie 16:

Wygląda na to, że można również użyć kryształu jako sygnału wejściowego do PLL, co pozwala na osiągnięcie wewnętrznych częstotliwości zegara 48 MHz z wolniejszego kryształu.

— pjc50
źródło

7

Oscylator kwarcowy zasila wbudowaną pętlę fazową z zamkniętą pętlą (PLL), która może zwielokrotniać i dzielić częstotliwość kryształu przez wartości od 1 do 16. Tak więc za pomocą kryształu 8 MHz można wygenerować zegar główny 48 MHz dla procesora. Jak powiedzieli inni, zewnętrzny kryształ jest bardziej dokładny i stabilny niż szybki oscylator na chipie.

— Steve G.
źródło