当你在做IC方案开发时，给单片机选型，你应该如何去选择合适的振荡器？内部还是外部？石英还是陶瓷？晶体振荡器还是硅振荡器？如此众多的时钟选择，哪一种适合你的设计？

一、单片机与振荡选择

每个单片机都需要一个时钟源。CPU、内存总线、外围设备，时钟信号在单片机内部都要用到它。它们控制着处理器执行指令的速度，串行通信信号的波特率，执行模数转换所需的时间等等。

所有这些时钟动作都返回到时钟信号源，即振荡器。因此，你需要确保振荡器能够支持单片机所期望的任何性能。但是，与此同时，某些振荡器选择比其他选择更复杂或更昂贵，因此选择振荡器也应反映出尽可能降低成本和复杂性的重要性。

有很多种方法可以为单片机生成时钟信号。特定器件的数据手册应提供大量有关可以使用哪种类型的振荡器以及如何以与器件硬件兼容的方式实现振荡器的信息。本文将重点介绍各种时钟源的优缺点，以便你可以更好地在单片机数据手册中讨论的振荡器选项中进行选择。

因此，让我们从下面的分类开始，然后讨论每个选项：

（1）内部

1.通常一个电阻电容电路。
2.锁相环进行倍频。

（2）外部

1.CMOS时钟。
2.水晶。
3.陶瓷谐振器。
4.电阻电容。
5.仅电容器。
6.内部振荡器。

金沙js5线路单片机开发工程师表示，我们一直倡导“保持简单”的原则；因此，如果合适，仍然建议使用内部振荡器。不需要任何外部组件：由于振荡器是由设计单片机其余部分的人设计的，因此你可以放心地假设选择了合适的频率。同样，重要的性能规格（例如，初始精度、占空比、温度依赖性）在数据手册中。

内部振荡器的主要缺点是缺乏精度和频率稳定性。基准频率取决于构成振荡器电路的无源元件的值，并且这些无源元件的值的公差不是特别严格。此外，电容和电阻会受到环境温度的影响，因此内部RC振荡器会经历温度“漂移”，即温度变化会导致频率变化。

金沙js5线路单片机开发工程师表示，许多应用程序都可以容忍内部振荡器的缺点，尤其是在工厂已经校准了频率的情况下。对于较旧的单片机，内部振荡器的公差可能高达±20％。但是，更新的设备可以为你提供±1.5％（或更高）的精度，对于RS-232通信甚至对于USB（甚至与时钟恢复电路配合使用）都足够准确。

扩展内部振荡器功能的另一种方法是手动“修整”，如果你的单片机包括修整/校准寄存器，则可以通过修改该寄存器中的值来调整频率。对于低数量设计，这是一种非常实用的技术：只需使用示波器或频率计数器测量时钟频率，然后相应地调整振荡器即可。

内部振荡器主题的一种变化是锁相环（PLL）。通常，PLL不能帮助你避免使用外部组件，因为它需要一个通常来自晶体的参考时钟。但是，例外情况是，当你在PCB上某处有一个高质量的时钟，但又因为它太慢而不想将其用于单片机时，可以使用PLL将这个时钟倍增到一个可接受的频率。

二、CMOS时钟

另一个简单的时钟选择是所谓的“CMOS时钟”，它属于“术语缺乏”类别。“CMOS时钟”是一种模糊的方式，指代板上其他组件驱动的任何时钟信号。如果你的设计已经包含一个时钟信号，该时钟信号具有1）可行的频率和2）与单片机的CMOS时钟输入电路兼容的电气特性，则CMOS时钟是一个不错的选择。但是，通常情况并非如此，因此让我们看一下生成CMOS时钟的两个选项。

首先是“晶体振荡器”，石英晶体是石英晶体振荡器电路的核心组件，可能看起来像这样：

晶体振荡器是一种应用广泛的电子元器件，由石英晶体和产生标准数字时钟信号所需的附加电路组成。因此，你可以获得晶体的稳定性和精度，而不必担心负载电容以及为确保独立晶体的稳健运行所需的仔细PCB布局。

第二种选择是“硅振荡器”。它指的是不基于石英晶体或陶瓷谐振器的振荡器IC。这些电子元器件用途广泛且易于使用，并且非常准确。

三、石英和陶瓷

当你需要非常高的精度和稳定性而又不需增加基于晶体的振荡器IC的成本时，请选择独立晶体方法。容差低于百万分之20的零件（即0.002％）很容易获得。上面显示的振荡器电路部分集成到支持独立晶体配置的单片机中；你将需要提供正确的负载电容器。晶振的数据表中指定了总负载电容（C LTOTAL），负载电容器的选择如下：

其中C P代表存在的寄生电容。这种计算实际上很简单：为C P选择一个合理的值（例如5 pF），从C LTOTAL中减去该值，然后乘以2。因此，如果数据表中的负载电容为18 pF，则：

陶瓷谐振器的精度不及晶体，常见公差为百万分之1000至5000。如果你不考虑石英的精度，它们可以为你节省一点成本，但是在我看来，主要优点是你可以得到带有集成负载电容器的陶瓷谐振器。

希望你现在足够了解，在下次需要为单片机选型时，挑选振荡器便知道哪种更合适。简而言之，金沙js5线路单片机开发工程师建议：尽可能使用内部振荡器。至于硅振荡器，如果精度足够并且成本可以接受，否则还是选择石英晶体。

以上就是金沙js5线路单片机开发工程师分享的单片机选型时如何选择合适的振荡器。金沙js5线路专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运放芯片和模拟开关。