方案单片机(单片机的3种时钟电路设计方案，工程师，你是在用哪1种？)

工程师在开发一个电路系统，往往会需要用到中央处理器，比如单片机，FPGA，或者DSP等等，当然一些简单的纯硬件电路项目方案例外，如充电器，热水壶等等；

电路系统

作为单片机研发设计的项目，它的最小电路工作系统包含电源电路，复位电路，时钟频率电路；其中电源电路与复位电路，相信工程师都非常容易理解与设计；然而时钟频率电路，由于不同的开发项目功能需求不一样，设计的方案选择也不尽相同，很难得到有效的统一设计；比如：

• A项目对研发成本要求较严格，功能较简单；
• B项目电路系统需要与外界电路系统完成串口通信，通信数据要求不能出错；
• C项目包含一个时钟万年历功能，时间要求不能间断而且精度要求高；

万年历时钟电路板

针对单片机的时钟频率电路，工程师依据不同的项目要求去设计与选择匹配的方案；具体的选择方案包含三类

第一类：外部晶振方案

所谓外部晶振方案，是指在单片机的时钟引脚X1与X2外部连接一个晶振；

单片机外部晶振图

采用这种设计方案

• 优点：时钟频率精度高，稳定性能好；对于一些数据处理能力要求较高的项目，尤其是多个电路系统彼此需要信息通讯，如包含USB通讯，CAN通讯的项目，选用外部晶振的方案较多
• 缺点：由于增加了外部晶振，所以研发的BOM表元器件成本增加扩大了；

第二类：内部晶振方案

所谓内部晶振方案，是指单片机利用内部集成的RC振荡电路产生的时钟频率；

单片机内部晶振图

采用这种设计方案

• 优点：省去外部晶振，工程师可以有效的节约研发BOM元器件成本；
• 缺点：RC振荡电路产生的时钟频率精度比较低，误差较大，容易引起一些高频率通信的数据交互错误；

第三类：时钟芯片方案

所谓时钟芯片方案，是指在单片机外部加入一个专门处理时钟的时钟芯片，用来给单片机提供精准的时钟信号；比如美信的DS1338这个型号时钟芯片

单片机与时钟芯片电路

关于时钟芯片的一些电路特性，以美信的DS1338型号为例说明

DS1338时钟芯片

1，供电：

时钟芯片的供电电源包含两个部分

其一，VCC供电，是指电路项目系统的电源，同时也是单片机的电源

其二，Vbat供电，是指电池供电的电源，由于某种原因在VCC供电突然失去的条件下，时钟芯片自动启用Vbat电池电源，用以保持时钟芯片内部的时钟信号处理，不必因为电路系统电源VCC断电而失去电路工作；

2，功能：

时钟芯片内部集成时间的“秒”“分”“时”“日”“周”“月”和“年”详细信息计时电路功能，通过IIC通信方式将时间的信息发送至单片机，单片机即可获得高精度的时钟信息；

万年历时钟

3，接口：

时钟芯片与单片机的接口是IIC通信接口，此接口方式为串口通信，工程师开发设计较为简单，容易实现电路功能；

4，精度：

精度，是指时钟芯片在正常工作条件下产生的时钟误差；例如美信的DS1338时钟芯片精度控制在10 PPM，换算成一天24小时误差精度在0.8秒左右；

5，应用：

时钟芯片，一般用来处理精确计算时间的电路项目，如时间万年历；

采用时钟芯片这个设计方案

• 优点：精度高，误差小；适用于一些要求较高的电路项目
• 缺点：电路设计复杂，工程师开发难度较高，研发BOM元器件成本高

高精度电路项目

当然这三个方案都是针对一些工业与民用领域，如果涉及到航空航天应用领域，比如卫星导航与遥感测量等，则需要选择更高精度的时钟频率电路，如原子钟方案；

综合上述，针对这三类设计方案，目前工程师使用较多的是第二类内部晶振方案，因为此方案能满足绝大多数的单片机电路项目要求，而且研发设计成本最优；这就是单片机常用的3种电路设计方案，不知工程师，你是在用哪1种方案？

本文由【芯片哥】原创撰写，喜欢就关注芯片哥，和芯片哥一起加油吧#电子元器件# #芯片#