外部晶振方案/内部晶振方案/时钟芯片方案都有哪些优缺点？

作为单片机研发设计的项目，它的最小威廉希尔官方网站 工作系统包含电源威廉希尔官方网站 、复位威廉希尔官方网站 、时钟频率威廉希尔官方网站 等；其中电源威廉希尔官方网站 与复位威廉希尔官方网站 ，相信工程师都非常容易理解与设计。

然而时钟频率威廉希尔官方网站 ，由于不同的开发项目功能需求不一样，设计的方案选择也不尽相同，很难得到有效的统一设计。


比如：

• A项目对研发成本要求较严格，功能较简单；
  
• B项目威廉希尔官方网站 系统需要与外界威廉希尔官方网站 系统完成串口通信，通信数据要求不能出错；
  
• C项目包含一个时钟万年历功能，时间要求不能间断而且精度要求高。
  
  

针对单片机的时钟频率威廉希尔官方网站 ，工程师依据不同的项目要求去设计与选择匹配的方案，具体的选择方案包含三类。

01

外部晶振方案

所谓外部晶振方案，是指在单片机的时钟引脚X1与X2外部连接一个晶振。



单片机外部晶振图

优点：时钟频率精度高，稳定性能好；对于一些数据处理能力要求较高的项目，尤其是多个威廉希尔官方网站 系统彼此需要信息通讯，如包含USB通讯、CAN通讯的项目，选用外部晶振的方案较多。

缺点：由于增加了外部晶振，所以研发的BOM表元器件成本增加扩大了。

02

内部晶振方案


所谓内部晶振方案，是指单片机利用内部集成的RC振荡威廉希尔官方网站 产生的时钟频率。



单片机内部晶振图

优点：省去外部晶振，工程师可以有效的节约研发BOM元器件成本。

缺点：RC振荡威廉希尔官方网站 产生的时钟频率精度比较低，误差较大，容易引起一些高频率通信的数据交互错误。

03

时钟芯片方案

所谓时钟芯片方案，是指在单片机外部加入一个专门处理时钟的时钟芯片，用来给单片机提供精准的时钟信号。



单片机与时钟芯片威廉希尔官方网站

优点：精度高，误差小；适用于一些要求较高的威廉希尔官方网站 项目。

缺点：威廉希尔官方网站 设计复杂，工程师开发难度较高，研发BOM元器件成本高。

关于时钟芯片的一些威廉希尔官方网站 特性，以美信的DS1338型号为例说明：



DS1338时钟芯片

（1）供电

时钟芯片的供电电源包含两个部分：

• VCC供电，是指威廉希尔官方网站 项目系统的电源，同时也是单片机的电源。
  
• Vbat供电，是指电池供电的电源，由于某种原因在VCC供电突然失去的条件下，时钟芯片自动启用Vbat电池电源，用以保持时钟芯片内部的时钟信号处理，不必因为威廉希尔官方网站 系统电源VCC断电而失去威廉希尔官方网站 工作。
  
  

（2）功能

时钟芯片内部集成时间的“秒”“分”“时”“日”“周”“月”和“年”详细信息计时威廉希尔官方网站 功能，通过IIC通信方式将时间的信息发送至单片机，单片机即可获得高精度的时钟信息。

（3）接口

时钟芯片与单片机的接口是IIC通信接口，此接口方式为串口通信，工程师开发设计较为简单，容易实现威廉希尔官方网站 功能；

（4）精度

精度，是指时钟芯片在正常工作条件下产生的时钟误差；例如美信的DS1338时钟芯片精度控制在10PPM，换算成一天24小时误差精度在0.8秒左右。

（5）应用

时钟芯片，一般用来处理精确计算时间的威廉希尔官方网站 项目，如时间万年历。

选择什么方案，主要由你需求决定。


当然这三个方案都是针对一些工业与民用领域，如果涉及到航空航天应用领域，比如卫星导航与遥感测量等，则需要选择更高精度的时钟频率威廉希尔官方网站 ，如原子钟方案。