MSP430單片機(jī)外圍晶振設(shè)計(jì)選型及參考方案

　　MSP430系列單片機(jī)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(jī)。它的功耗小、具有精簡指令集(RISC)的混合信號(hào)處理器(Mixed Signal Processor)。稱之為混合信號(hào)處理器，是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，將多個(gè)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(gè)芯片上，以提供“單片機(jī)”解決方案。

　　該系列單片機(jī)多應(yīng)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(shè)計(jì)選型及注意事項(xiàng)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(shí)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(zhì)的可靠性等。

---應(yīng)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(shè)計(jì)的時(shí)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DSX320GDSX320GE產(chǎn)品。

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

　　該型號(hào)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(dá)到20PPM，工作溫度達(dá)到-40—+85°C的工業(yè)級(jí)，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(hào)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(biāo)準(zhǔn)。

　　二、32.768Khz時(shí)鐘晶振的選擇

　　32.768Khz這一家族的型號(hào)很多，各種直插和貼片的，各種負(fù)載電容的、各種精度的。根據(jù)MSP430不同的系列做一下針對(duì)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(fù)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(fù)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

　　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(jī)的32.768Khz晶振(以圓柱形晶振為例)

　　的原理、基本應(yīng)用、使用注意事項(xiàng)

　　音叉型水晶振動(dòng)子標(biāo)準(zhǔn)品(32.768Khz圓柱體型晶振)使用上的注意事項(xiàng)

　　1、耐沖擊性

　　施加了過大的沖擊后，會(huì)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(dòng)焊接或條件變更時(shí)，在使用前應(yīng)充分確認(rèn)一下。

　　2、耐熱性、耐濕性

　　在高溫或低溫或高濕度條件下長時(shí)間的使用及保管，會(huì)引起振動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)型的振動(dòng)子使用178℃熔點(diǎn)的焊錫。振動(dòng)子內(nèi)部的溫度超過150℃，會(huì)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(jìn)行組裝時(shí)，是否改用耐熱制品或SMD振動(dòng)子。

　　使用流動(dòng)焊錫焊接時(shí)，請(qǐng)貴公司充分確認(rèn)或與我公司聯(lián)絡(luò)。

　　焊接條件，引線部，280℃以下5秒以內(nèi)或260℃以下10秒以內(nèi)。

　　且，請(qǐng)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(dòng)子橫向倒放時(shí)，請(qǐng)充分固定到電路板上。特別是振動(dòng)的部位，如圖所示在電路板與振動(dòng)子間放入緩沖材料，或用彈力較好的接著劑(硅膠等)進(jìn)行固定。另外，請(qǐng)避免在底座玻璃部涂布接著劑。

　　振動(dòng)子直立使用時(shí)，振動(dòng)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(jìn)行引線切斷時(shí)，應(yīng)對(duì)切斷刀進(jìn)行充分整備。

　　引線加工時(shí)，或引線彎曲修正時(shí)，對(duì)引線根部施加過大的力，會(huì)引起底座玻璃裂等，或?qū)喝氩渴┘舆^大的力，注意會(huì)引起漏氣不良。另外，引線根部應(yīng)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(nèi)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(jìn)行超音波焊著。

　　關(guān)于超音波洗凈，請(qǐng)貴公司確認(rèn)。

　　7、激振標(biāo)準(zhǔn)

　　振動(dòng)子在過大的激振標(biāo)準(zhǔn)上使用后，會(huì)引起特性惡化或不發(fā)振。

　　對(duì)于此種振動(dòng)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。