国产MCU MM32F003的振荡电路构建及晶振选配
mcu有各种各样的外设：定时器和看门狗、uart收发器、i2c总线、spi总线、gpio、adc、sw-dp调试端口、温度传感器等，之所以能有条不紊的稳定运行，都离不开统一的时钟。因为时钟是mcu的脉搏，cpu执行指令、访问数据、dma搬运、状态变换等动作都离不开系统时钟，串口数据收发、a/d转换、定时器计数等外设工作也是在时钟的驱动下完成的。
图1. mm32f003时钟源
另一方面，如果时钟系统出现问题，例如振荡器不起振、振荡不稳、停振等，那后果也是致命的。以下我们以32位arm cortex m0核心的mm32f003为例，介绍mcu外接晶振究竟该如何选择。
mcu数据表中的建议
系统时钟一般由时钟源(clock source)，总线时钟(bus clock)和外设时钟(peripheral clock)。mm32f003时钟源包括三部分：高速内部时钟（hsi）、低速内部时钟（lsi）、高速外部时钟（hse）。其中，hse振荡器的频率位2-24mhz。
图2. mm32f003数据表提供的hse 2-24mhz特性
根据mm32f003数据表，高速外部时钟(hse)可以使用一个2～24mhz的晶体/陶瓷谐振器构成的振荡器产生，布线时谐振器和负载电容必须尽可能地靠近振荡器的引脚，以减小输出失真和启动时的稳定时间。
振荡元件的选择
mm32f003数据所给出了典型外部元器件，以及通过综合特性评估得到的结果。具体应用中，需要我们根据晶体/陶瓷谐振器制造商提供的详细参数 (频率、封装、精度等)设计振荡电路。一般情况下，这些数据由综合评估得出，不在生产中测试。
图3. 8mhz石英晶体谐振器的典型应用
首先，我们应该应该确定谐振器应该采用石英晶体谐振器、晶体振荡器，还是陶瓷谐振器？按照mcu厂商的图示，内部已经集成了两个电容器的谐振器一般是陶瓷谐振器，或者晶体振荡器。不过，前者频率精度及频率稳定性是否符合终端产品要求需要仔细考虑，后者的价格估计会让大家望而却步。
这里，我们选择了8mhz采用石英晶体谐振器（xtal），因为同时符合性能、价格考量。
接下来，我们构建振荡器电路。根据mm32f003数据表建议，对于cl1和cl2使用高质量的、为高频应用而设计的 (典型值为)5pf～25pf之间的瓷介电容器，并挑选符合要求的晶体或谐振器。通常cl1和cl2具有相同参数。晶体制造商通常以cl1和cl2的串行组合给出负载电容的参数。在选择cl1和cl2时，pcb和mcu引脚的容抗应该考虑在内(可以粗略地把引脚与pcb板的电容按10pf估计)。
rf一般单片机会给出，不需要自己计算或测试。相对较低的rf电阻值，能够可以为避免在潮湿环境下使用时所产生的问题提供保护，这种环境下产生的泄漏和偏置条件都发生了变化。但是，如果mcu是应用在恶劣的潮湿条件时，设计时需要把这个参数考虑进去。
tsu(hse)是启动时间，是从软件使能hse开始测量，直至得到稳定的8mhz振荡这段时间。这个数值是在一个标准的晶体谐振器上测量得到，它可能因晶体制造商的不同而变化较大。
有些mcu还有一个低速外部时钟（lse），这就需要再外接一个低速晶振，例如32.768khz晶振。mm32f003没有这个接口，我们就不讨论了。
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图2. mm32f003数据表提供的hse 2-24mhz特性
根据mm32f003数据表，高速外部时钟(hse)可以使用一个2～24mhz的晶体/陶瓷谐振器构成的振荡器产生，布线时谐振器和负载电容必须尽可能地靠近振荡器的引脚，以减小输出失真和启动时的稳定时间。
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