MSP430單片機外圍晶振設計選型及參考方案

ID:124168 · 發(fā)表于 2016-6-1 13:23

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(shù)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。

---MSP430F149

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(xiàn)在大部分采用貼片封裝的產(chǎn)品，其一便于貼裝，其二追求產(chǎn)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(shù)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(chǎn)品，現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)品。

1、工業(yè)級、消費類產(chǎn)品用DSX321G 8Mhz，如下圖：

該型號產(chǎn)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(chǎn)品用DSX320G/DSX320GE，如下圖：

該型號產(chǎn)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)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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下面的文章非常重要，很多研發(fā)工程師就困擾在這里。

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，我公司建議在1.0μW以下使用。尚，不能保證在2.0μW以上使用。

（未完，待續(xù)）