爱普生的FC-135 32.768KHz晶体在MSP430G2x55混合信号微控制器中的使用

时间： 2024-04-15 来源：EPSON（爱普生）微信公众号

技术问答

前言

爱普生的FC-135晶体单元应用在各个领域，主要用于时钟信号。在表类应用上更是广泛使用，目前TI公司的MSP430G2x55 混合信号微控制器中使用FC-135该如何选型，我们从表类项目来说明。

IC晶体要求

目前项目是气表，使用的是IT的MSP430G2x55系列控制器，其内部有时钟源，当然在时钟信号处理上，自带的时钟并不是很准确，所以才采用外部时钟更为合适。IC的外部接口，2脚和3脚可以用于外接晶体的输入和输出，注意对于无源晶体本身没有正负之分，如下图：

MSP430G2x55控制器外部接口图示

注意这款IC有个特点，当使用外部晶体时不需要外接负载电容，因为内部已经有可调整的电容。所以在设计时外面可以不接对地的两个电容。TI公司在设计次芯片时，已经验证过外接晶体的可靠性。但是对于初次使用此IC的工程师，建议负载电容位置最好保留，因为这样不但可以兼容以后的设计，还留有改动的空间，一旦出现问题，还可以通过调整负载电容解决问题。如下图：

标准晶体回路原理图

MSP430G2x55外接32.768KHz晶体原理图

可以这样理解，标准回路的Cg和Cd集成到IC的内部，并且可调。我们从MSP430G2x55的规格书中可以查阅到，在规格书的31页，Crystal Oscillator,XT1,Low-Frequency Mode表格中

根据TI公司给的指导，我们可以看到，当XTS和XCAPx设置不同时，内部的电容是变化的。每种设置就有不同的选型要求。

项目中爱普生晶体选择

此IC有四种选项设置，分别是1，5.5，8.5，11pf。1pf是内部设置的应用。另外3种设置，是对不同pf值晶体的要求。爱普生标准的FC-135 有7pf，9pf，12.5pf，这样3种pf规格。

根据晶体负载电容的计算公式我们知道：

负载电容计算公式

Cic是寄生电容，布线越好，值越小。一般是2pf左右，所以对应的IC设置就是5.5pf， 8.5pf，11pf。

我们是表类项目，要求是稳定性更高。所以选用的是大pf值晶体会更好些。推荐使用爱普生的FC-135 32.768KHz 12.5pf +-20ppm，其料号是Q13FC1350000400，在项目中，更多是在户外，会有数据更新，其中就有时间的校准。

FC-135 32.768KHz 12.5pf +-20ppm数据

尺寸：3.2*1.5*0.9mm

频率：32.768KHz

工作温度：-40~85

驱动功率：0.5uW

负载电容：12.5pf

等效电阻：50K欧姆

测试数据

经过测试，爱普生提供数据如下

测试条件：外围没有接负载电容，XTS=0 ，XCAPx=3，室温环境。

从数据我们了解到使用FC-135 32.768KHz 12.5pf +-20ppm时，精度是4.8ppm，此时驱动功率0.01uW，远远小于晶体承受的最大值。此时的起振能力是440K，大于5倍的等效电阻。

综上所述，表类应用中使用Ti的MSP430G2x55 混合信号微控制器，爱普生的FC-135 32.768KHz 12.5pf +-20ppm（料号Q13FC1350000400），是OK的。

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