MCU复位与振荡电路详解：晶体/陶瓷振荡器应用

本文将详细探讨MCU（Microcontroller Unit）中的晶振电路和振荡电路的应用，包括系统振荡器、复位电路以及内建看门狗RC振荡器的功能和设计要点。 MCU复位电路是系统稳定运行的重要组成部分，它的主要任务是确保在MCU启动或异常情况下，能够将MCU的状态恢复到一个已知的良好状态。复位电路通常包括硬件复位和软件复位两种方式，硬件复位通常通过按钮触发，而软件复位则由程序执行特定指令完成。在设计复位电路时，需要考虑电源电压的稳定性和复位信号的持续时间，以确保MCU能够可靠地复位。 振荡电路是MCU的心脏，它为MCU提供稳定的时钟信号，决定了MCU的工作速度和各项操作的时间基准。系统振荡器分为晶体振荡器和陶瓷振荡器。晶体振荡器具有更高的精度和稳定性，但成本相对较高；陶瓷振荡器则成本较低，但精度略逊。等效电路通常包含串联电感LS、串联电阻RS、串联电容CS以及并联电容CP，这些元件共同决定了振荡器的共振频率。 晶体/陶瓷振荡器的基本电路通常采用Pierce振荡器配置，内部偏压电阻RINB提供振荡器工作点，内部电容CIN1和CIN2与外部晶体/陶瓷振荡器配合工作。外部偏压电阻REXB用于低压停振控制，而外部振荡器电容CEX1和CEX2则用于频率微调和晶体匹配。MCU手册中通常会给出推荐的电阻电容值以供设计参考。 晶振的Warm-up时间是指从停止振荡到稳定振荡所需的时间，这与晶体的特性和冷却时间有关，一般在3~5毫秒之间。系统start-up定时器是等待振荡器稳定的一个延时机制，通常设定为1024个振荡周期。 在电磁兼容性(EMC)方面，为了减少电磁干扰(EMI)，晶体振荡器应尽可能靠近MCU的振荡器引脚，并使用VDD或GND环路进行屏蔽，缩短连接线长度以降低辐射。此外，正确选择和匹配外部电容也对降低EMI至关重要。 MCU的晶振电路和振荡电路设计是系统稳定性和性能的关键因素。理解并掌握这些知识点，对于开发高效、可靠的嵌入式系统至关重要。在实际应用中，需要根据具体需求和MCU型号选择合适的晶振类型和参数，同时注意EMC问题，以确保系统的稳定运行。