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32.768k时钟晶振 为什么时钟都用32768K的晶振
发布时间 : 2024-12-04
作者 : 小编
访问数量 : 23
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为什么时钟都用32768K的晶振

在用单片机设计电路时,需要用到晶振,晶振的大小要根据需要来确定,比如说4M,8M,11.0592M,12M,20M ,甚至还有其他数值的晶振。

在使用时钟芯片 或者使用RTC 功能时,也需要晶振,但是这种晶振我们都用32.768K的晶振,一般把它叫做时钟晶振。比如看DS1302的手册,手册推荐的方框图如下:

时钟框图

为什么单片机的外部晶振有多种选择,而时钟晶振都是32.768K呢?

时钟晶振

时钟频率是一个很重要的概念,系统如果采用外部晶振,以外部晶振为基础,有倍频 或者分频 两种方式可以帮助我们获得其他的时钟频率。

时钟系统中,秒是一个重要的时间单位,1秒正是1Hz ,如果要提高时间精度,那这个1Hz必须要准确。

我们知道,在数字世界里,只有0和1两种可能 ,下面看一个计算:

2^15 = 32768 = 32.768K

2的15次方正好等于32768,反过来讲,如果要把32.768K的时钟频率经过15次分频的话,得到的频率正好是1Hz

所以,时钟晶振常用32.768K的晶振。

正在做一个创意时钟,敬请期待。。。

欢迎大家批评指正。

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手表的晶振为什么都是32768K

下图这种电子表我想大家小时候都戴过。

不知道大家有没有拆开过,拆开手表之后内部都有一个这样的晶振,体积比较小,我小时候一直以为这是一节电池,其实它是一个晶振,它是手表的心跳,如果没有它,手表的整个时钟系统都会乱掉。

手表里面没有它就等于是人没有心脏!

32.768K

那你知道为什么这种晶振的频率是32.768K吗?

所谓32.768K的意思就是每秒钟跳动32768次。

然后我这边拆解了一个手表,用示波器测量了它的波形,如下图所示。

示波器上显示的32.7723K,和32.768K差别不大,差的那一点很大一部分是示波器误差和干扰造成的。

之前我也不知道为什么会出现这种有零有整的频率。

所以问了问我们公司的外聘专家(很厉害、很厉害的那种), 外聘专家是这样给我解释的。

因为32.768K晶振经过15次分频之后的频率正好是1HZ,它就是最小的计时单位:秒。

WHY不低频?

接下来我就更疑惑了,那为什么不用16.384K(32.768K的一半)呢?或者为什么不用16HZ,又或者为什么不干脆用1HZ的呢?这样岂不是更容易产生1HZ的秒吗?还不需要分频不是吗?

外聘专家说这是综合考虑了尺寸和成本两方面的原因,就晶振而言32.768K已经属于低频,如果再把它降低几倍,那么它的尺寸就要相应的增大,而且负载电容的体积也要增大,这对于移动电子表来说是不能接受的,因为电子手表的内部空间是及其宝贵的,而且超低频的晶振成本还要更高。

而32.768K的晶振成本低廉,因为在全球出货量都很大,所以能压缩成本,它的尺寸也在人们所能接受的范围之内。

WHY不高频?

然后我就又更不解了,干脆就打破砂锅问到底,我又问那个外聘专家,既然这样为什么不使用比32.768K频率更高晶振呢?比如几十兆赫兹的那种!

外聘专家说 :就数字电路而言,更高的频率,意味着电流消耗更快,32.768K的频率,已经能满足人们需求,选择更高的频率会徒劳的增加耗电量,要知道电池对于移动电子设备是极其宝贵的。

而且很多时钟芯片都是以32.768K为基准的,选用更高频率的晶振还会使开发成本增加。

综合尺寸、成本、电量消耗 等诸多问题,32.768K是最佳频率选择方案。

没想到一个小小的晶振竟然有这么多讲究。

从外聘专家那里收获到的东西第一时间分享给大家,希望你们喜欢^_^

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