給單片機(jī)時(shí)鐘制作一枚高穩(wěn)定的恒溫晶振

　　單片機(jī)時(shí)鐘一直咱單片機(jī)愛(ài)好者的必修課之一。從大大小小各式各樣的屏出發(fā)，LCD的，數(shù)碼管的，點(diǎn)陣屏的，VFD的，OLED的甚至是輝光管，邊光顯示器，那是應(yīng)有盡有琳瑯滿(mǎn)目，所有那些有“內(nèi)在潛質(zhì)”的顯示模塊都被大家應(yīng)用于自己的單片機(jī)設(shè)計(jì)之中。但是很多朋友遇到過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題：時(shí)間走不準(zhǔn)。有時(shí)候新作品一天甚至幾個(gè)小時(shí)就會(huì)快3-8秒;前兩個(gè)月調(diào)好的鐘過(guò)了幾個(gè)月走時(shí)又不準(zhǔn)了…………

　　我想，這其中有很大一部分原因是晶體導(dǎo)致的(有些朋友研究出也可能跟數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速度、芯片質(zhì)量甚至是布線方式存在關(guān)系，咱們暫時(shí)不探究)。為了達(dá)到一個(gè)精確的顯示效果，很多朋友啊買(mǎi)了帶溫度補(bǔ)償?shù)?，或者?nèi)置晶體的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。對(duì)于走時(shí)速度的調(diào)整也使用了累計(jì)法，對(duì)走快的或走慢的鐘在程序中進(jìn)行算法優(yōu)化。但是算法的優(yōu)化很難對(duì)溫度的變化做出實(shí)時(shí)補(bǔ)償，這導(dǎo)致了不同時(shí)令鬧鐘走時(shí)精度的差異。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，解決途徑很多，以下以?xún)煞N不同的方法對(duì)晶體的溫度-頻率特性?xún)?yōu)化做出闡述。

　　1.優(yōu)化晶體切型。

　　音叉晶振作為晶振家族中的一個(gè)重要成員，以其輕薄小巧的特點(diǎn)在電子產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，因而在電子工業(yè)中地位重要。但受其頻率特質(zhì)的影響，頻率-溫度特性不是很好。

　　在-10~60℃的工作溫度區(qū)間內(nèi)，Δf0達(dá)到了50PPM左右(注1PPM為一百萬(wàn)分之一)

　　而改良晶體切型的晶振頻率

　　可以看到，音差晶振的頻率溫度特性呈開(kāi)口向下的拋物線型，25℃時(shí)為頻率精度最高點(diǎn)。而一枚切角為35°15‘的AT切型晶振的頻率-溫度特性圖為一組在25攝氏度為對(duì)稱(chēng)中心的曲線，這一點(diǎn)可以大致彌補(bǔ)冬夏時(shí)令的頻率誤差。

　　2.設(shè)置恒溫晶體。

　　如果我們?cè)O(shè)定某一溫度點(diǎn)的使該晶體恒溫，那就可以將頻率穩(wěn)定在該點(diǎn)附近，形成恒溫晶振。在測(cè)量手中一枚恒溫晶體的溫度后發(fā)現(xiàn)晶體溫度保持在42℃。