科大智能取得压控晶振相关专利,实现方法简单节省系统功耗适用于低功耗场景
金融界2024年7月23日消息,天眼查知识产权信息显示,科大智能电气技术有限公司、科大智能科技股份有限公司取得一项名为“一种低功耗压控晶振的守时方法及系统“,授权公告号CN111769833B,申请日期为2020年6月。
专利摘要显示,本发明公开了一种低功耗压控晶振的守时方法及系统,属于高精度守时技术领域,包括:使用压控晶振模块输出频率作为中央处理器的系统时钟振荡频率源,进行系统走时;在标准时钟源模块正常时,使用标准时钟源模块对中央处理器进行系统授时;每隔N秒,根据系统走时和系统授时之间的走时偏差,得到的压控晶振模块输入电压与频率偏差值对应关系,并构建标准时钟源模块异常时的守时参考表;在标准时钟源模块异常时,根据守时参考表中输入电压对应的频率偏差值,计算走时偏差,并根据走时偏差反向调节压控晶振模块的输入电压,使得累计走时偏差趋向于零达到守时。本发明实现方法简单,节省系统功耗,非常适合与低功耗应用产品及场景使用。
本文源自金融界
单片机入门:最小系统 晶振 复位电路与电源详细讲解
学单片机走过许多弯路,挖过许多坑,浪费了很多时间,做过实际产品后回顾过去的学习经历,发现很多坑其实是可以避免的,单片机的入门应该可以更轻松一点,写写我的一些学习经历,希望对刚入门甚至还没有入门的新手有所帮助,心愿足矣,水平有限,求老手轻拍……
单片机的学习,模电数电是最基本的,也是最重要的,构成单片机最小系统的三个要素,是电源,晶振和复位电路,话说这是之前的STC89C52单片机了,现在的STC15系列,晶振和复位电路都内置了,但是电源还是要有的,我们就以这2者做对比来学习,看看有何不一样的地方。
电源
通过查看单片机的型号可知,STC89C52RC的供电电压范围在3.3V-5.5V之间,STC15W1K16PWM这款芯片的供电电压范围在2.4V-5.5V之间,他们都可以用5V供电,后者可以用3.3V来供电,STC89C52RC这块片之所以还没有退役,还是因为学习者大多以他作为学习入门,在实际项目中,我只见到过一次,某天,老板从库房里拿出2管STC89C52,大概几十片,问我还能不能用上,我只呵呵了一下。
言归正传,我们既然确定用5V来供电,那么电源是如何产生呢?我们知道可以用变压器来搞定,比如在TB上搜220V转12V变压器12W,就搜到了,变压器直接输出的是交流电12V,我们没法用啊,于是还需要整流,滤波,稳压等等,整流需要二极管,这里我们选择桥式整流,选择4只1N4007,规格1A 1000V就好了,这个1A指的是最大整流电流,这个1000V指的是最高反向工作电压,这样经过桥式整流之后,输出的电压是脉动的直流电压,已经有正负极性了,但是我们还是不能用,交流成分实在是太大,因此还需要加一个容量稍大些的电解电容,
比如1000UF/35V,电容的耐压值得选取应该大于1.1*1.414*12,电网电压也是波动的,预留出10%就好了,根据电容容量计算公式,计算出容量在1000UF-2000UF是合适的,12W的变压器,我们只要输出500MA的电流就够了,这样的设计是完全满足我们的需要的。电路图如下:
图中的C1,C3容量较大,作用是用于滤波,C2是消除自激震荡,高频干扰,C4也是消除噪声等高频干扰,三端稳压芯片用的是LM7805,非常常见的电路了,后面加了一个TVS,这个在实际项目产品中是必须要加的,瞬态抑制二极管,如果电压高于5V,会瞬间动作,保护后级电路,带CA的是没有方向的,直接插上就可使用,后面用了个LED红色的小灯,我们知道小灯就是一个二极管,不过发光二极管和普通的二极管的压降是不一样,像这种红色的,一般压降在1.8-2.0V可以正常工作,电流在4-20MA,如果超出这个数值,基本就烧坏了,R1是限流电阻,限制LED的电流,我选择5MA的工作电流,5/0.005 = 1K欧姆,就是这么来的,这样,电源部分就搞明白了,我们获取了5V的电源。
晶振
晶振,顾名思义,晶体振荡器,这就好比人的心脏啊,提供整齐划一的节拍,如果这个东西不准,或者不起振,单片机玩不转的,在STC89C52上,是必须要加晶振电路的,如图所示这样:
2个20PF的电容是帮助晶振起振的,维持信号稳定,Y1是无源晶振,啥叫无源呢?指的是没有震荡源,也就是说他自己单独玩不转的,需要内部的RC电路配合,产生一个十分稳定的时钟信号源,跟无源相对就是有源晶振了,这个价格相对来说贵一些,一般4个引脚,VCC,GND,OUT,NC,NC是直接悬空的,当给有源晶振供电以后,在其OUT端,会产生一个方波信号,直接接在XTAL1上就好,XTAL2可以悬空不接,当然这里是指STC89C52,我记得之前用STM32F103RCT6这款芯片做产品电磁兼容测试,因为有源晶振辐射超标,再加上电路布局不合理,过不了电磁兼容,没有办法,只好把晶振搞掉了,但是就算晶振换下来了,这个引脚还是可以造成干扰的,于是就配置成普通IO,然后接电阻下拉接地才过了,这都是经验教训啊。
常用复位电路
复位电路,是用来在单片机执行异常的时候,可以让他从头开始执行程序,STC89C52RC这款芯片是高电平复位,低电平正常工作,电路图如下所示:
来解析下这个电路图,先来看STC89C52RC,我们知道电容的特性是通交隔直,电容是个储能元件,储存的是电场的能量,在没有电到上电的瞬间,电容肯定要充电的,这个时候电容就短路成一根导线了,RST端就被拉到了5V,执行复位指令,当电容充满电后,会断开连接,RST引脚会被10K电阻下拉到低电平,所以电路开始正常的工作,之所以接上按键以及100R的电阻,是可以手动复位,当按键按下的时候,RC并联,我们知道,电阻是消耗电能的,会瞬间把电容里面的电能释放掉,具体的时间计算,可以看电路基础第4版,127页,一阶电路的零输入响应,计算比较麻烦,有一个时间参数,T = RC(念TAO,不会打),单位是秒,T的大小反映了一阶电路过渡过程的进展速度。我们只要知道电容会瞬间释放就好了,手动复位之后,电容又开始了充电断开正常工作的过程,就是这样。
51单片机和STM32不同,STM32是低电平复位,高电平正常工作,这儿原理是一样的。
好了,单片机学习最基础的部分,已经了解了,接下来,就可以动手干点别的事情了……希望此篇文章对刚入门的你有所帮助。
相关问答
CPU内部有晶振吗?
电脑里面一般会有三颗晶振,其中一颗会在CPU里面,主要作用是提供基准时钟信号。中央处理器(简称CPU)作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行...
单片机的内部晶振和系统时钟有什么区别?
单片机内部振荡器所产生的振荡频率就是单片机的时钟频率。晶振一般是指用晶体谐振器构成的振荡器,简称“晶振”,它不是振荡器的统称,单片机内部振荡器大多是RC...
洗衣机晶振原理?
晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级...
32单片机晶振原理及作用
一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件,是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。对于单片机来说晶振是很重要的,可以说是没有晶振就没...
铷原子钟与恒温晶振优缺点?
恒温晶振是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器,原理是内部温度控制电路对温度进行恒温控制,使内部石英谐振器的频率温度系数最小,让晶振达到最高的频率稳...
无线鼠标和接收器上使用的都是2400晶振,如果把它更换为6000晶振,还能使用吗?
无线鼠标和接收器上使用的都是2400晶振,如果把它更换为6000晶振,还能使用吗?首先说明一个问题,鼠标上面使用的并不是2400的晶振,常用晶振的频率一般为6M、8M...
晶振
在晶振参数测量中,由于Fs和Fr阻抗相对较低,按IEC444和EIA512进行Fs/Fr测量没有什么困难,问题主要在于负载谐振频率(FL)的测量,特别是负载电容(CL)...
如何判断单片机是否起振,如何判断晶振的好坏?-ZOL问答
晶振能否起振决定了单片机能否正常工作单片机工作需要一个系统时钟,这个系统时钟可以是单片机内部的振荡器,也可以是外部的晶振。如果使用外部晶振作为单片机...
51单片机晶振电路工作原理?
51单片机系统,外接晶振是必须的(当然也可以外接时钟脉冲,但是很少用),因为单片机的运行必须依赖于稳定的时钟脉冲。但是随着技术的发展,现在很多单片机都已...
51单片机机械周期为1us对吗?
51单片机机械周期为1us是对的。这是因为mcs51单片机中一个机器周期等于1us主要看晶振咯12M=1us6M=2us4M=3us具体计算是,把晶振十二分频,比如12Mhz,就变成...