单片机STM32元器件晶振选型

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STM32F3xx系列是高集成和易于开发的32位mcu，整合了带有DSP与FPU指令、工作频率为72MHz的32位ARM Cortex-M4内核、高级模拟外设以及嵌入式Flash和SRAM存储器。由于实时功能、数字信号处理、低功耗与低电压操作特性，STM32F3xx能有效处理三相电机控制器、生化和工业传感器以及音频滤波器等电路的混合信号，可广泛用于消费、医疗、便携式健身、系统监控与测量的实际应用。
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: }" g9 J! K  l. I; u1 E" P时钟方面，STM32F3xx使用两个时钟源：LSE采用的X1是一个32.768kHz晶振，用于嵌入式RTC；HSE采用的X2为8MHz晶振，用于STM32F3xx MCU运行。每个时钟源在未使用时，都可单独打开或者关闭，以降低功耗。
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$ P$ b9 c0 n! {2 O: V  S! Z' S) j1. HSE时钟
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高速外部时钟信号（HSE）OSC时钟有2个时钟源：HSE外部晶振 / 陶瓷谐振器，HSE用户外部时钟。
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图1.HSE/LSE时钟源
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, N: O3 B9 u! S( m6 ZPCB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，以尽量减小输出失真和起振稳定时间。负载电容值必须根据所选振荡器的不同做适当调整。（1）外部晶振/陶瓷谐振器（HSE晶振）

. t4 J  J* c7 s1 N0 _4-32MHz外部振荡器的优点是精度非常高。时钟控制寄存器中的HSERDY标志（RCC_CR）指示了HSE振荡器是否稳定。在启动时，硬件将此位置1后，此时钟才可以使用。如在时钟中断寄存器（RCC_CIR）中使能中断，则可产生中断。HSE晶振可通过时钟控制寄存器（RCC_CR）中的HSEON位打开或关闭。

0 |  O% Z% k& O: G( Q8 d2 Z（2）外部源（HSE旁路）
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( a: z: J% R5 S! G: J! U在此模式下，必须提供外部时钟源，最高频率不超过32MHz。此模式通过将时钟控制寄存器（RCC_CR）中的HSEBYP和HSEON位置1进行选择。必须使用占空比为40-60%的外部时钟信号（方波、正弦波或三角波）来驱动OSC_IN引脚，具体取决于频率，同时OSC_OUT引脚可用作GPIO。

' @: q( n" T8 J2. LSE时钟
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+ Y( f% G3 u) k2 r- ]4 LLSE晶振是32.768kHz低速外部晶振或陶瓷谐振器，可作为实时时钟（RTC）的时钟源来提供时钟/日历或其它定时功能，具有功耗低且精度高的优点。LSE晶振通过备份域控制寄存器（RCC_BDCR）中的LSEON位打开和关闭。使用备份域控制寄存器（RCC_BDCR）中的LSEDRV[1:0]位，可在运行时更改晶振驱动强度，以实现稳健性、短启动时间和低功耗之间的最佳平衡。备份域控制寄存器（RCC_BDCR）中的LSERDY标志指示了LSE晶振是否稳定。在启动时，硬件将此位置1后，LSE晶振输出时钟信号才可以使用。如在时钟中断寄存器（RCC_CIR）中使能中断，则可产生中断。在此模式下，必须提供外部时钟源，最高频率不超过1MHz。此模式通过将备份域控制寄存器（RCC_BDCR）中的LSEBYP和LSEON位置1进行选择。必须使用占空比约为50%的外部时钟信号（方波、正弦波或三角波）来驱动OSC32_IN引脚，同时OSC32_OUT引脚可用作GPIO。
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3. HSI时钟

- x; m6 S: B5 N/ t8 R; F) QHSI时钟信号由内部8MHz RC振荡器生成，可直接用作系统时钟（SYSCLK），或者用作PLL输入。HSI RC振荡器的优点是成本较低（无需使用外部元件）。此外，其启动速度也要比HSE晶振块，但即使校准后，其频率精度也不及外部晶振或陶瓷谐振器。因为生产工艺不同，不同芯片的RC振荡器频率也不同，ST对每个器件进行出厂校准，达到TA= 25℃时1%的精度。此外，可将HSI时钟接至MCO复用器。时钟可连接至F30x中定时器16的输入及F37x中定时器14的输入，以允许用户校准振荡器。
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5 t! R0 \9 W; J; D/ M4. LSI时钟

/ x$ w3 G- b5 e# c8 g" H低速内部RC时钟（LSI RC）频率约为40kHz（30kHz到60kHz之间）。LSI时钟可作为低功耗时钟源在停机和待机模式下保持运行，用于驱动独立看门狗（IWDG）和RTC，也可选择提供给RTC用于停机/待机模式下的自动唤醒。

  z% l/ e( P. B, S8 C, b5 @图2.STM32F30x微控制器参考原理图

5.选型参考

. C% E, K2 H  B/ P7 y下表是STM32F303VCT/358VCT6、STM32F373VCT6/378VCT6外围元器件参考数据。其中，前三项为必备项，其他为备选元器件。
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" ]# d; J0 Q  S) \: y  M7 ]STM32F3xx系列MCU外围元器件配置参考数据
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* U0 R6 k" P; V7 J4 sBOM中，32kHz石英晶振用于LSE，频点为32.768kHz，两个匹配电容选择10pF的MLCC电容器，无需匹配电阻。8MHz石英晶振用于HSE，两个匹配电容C14、C15选择20pF的MLCC电容器，匹配电阻R4选择390Ω，具体应以晶振参数和涉及要求为准。
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名字好听吗

几乎所有使用MCU的产品，外围电路都离不开晶振电路设计，大多数电子设计人员从入门开始都会接触到晶振电路。

dragongfly

很少有人真正了解晶振电路是如何工作的，在晶振出现问题之前，多数人不会付出太多精力去关注振荡器电路设计是否合理，通常等到产品量产，由于晶振而导致的大面积宕机现象时，才开始注意到晶振电路设计是否合理。

jack_are

石英晶体振荡器。是利用石英晶体的压电效应厂商高精度振荡频率的一种电子元件。
晶体是指其中的原子、分子、或离子以规则、重复的模式朝各方向延伸的一种固体。晶体与几乎所有的弹性物质都具有自然共振频率，透过适当的传感器可加以利用。共振频率取决于晶体的尺寸、形状、弹性、与物质内的音速。