STM32 RTC 32.768kHz晶振起振指南

更有阴谋论者提出让人啼笑皆非的解释——STM32的RTC晶振不起振是ST与晶振厂商串通后故意搞出来的,目的是提高某晶振厂商高端晶振的销量。。。最近做的几块板子也用到了STM32的RTC,前后两版一共做了大概6片,幸运的是并未遇到晶振不起振的现象。而我采用的是3毛钱一个的普通晶振,并未选用传说中低负载高精度晶振。。。后来在另外一片实验性质的板子上首次遇到了晶振不起振的问题,而且做了2片都不起振,这才让我意识到这个问题的严重性。从上述现象来看,我认为对RTC晶振起振影响最大的因素应该是PCB的布线。但是遇到问题时通常是PCB已做好晶振,甚至已经做了几百块,没有回头路了。于是大家更关注的问题似乎就是“如何补救”了。在网上搜索一下,你就会发现世界是如此美好!每个人的经验和建议都不一样,甚至是完全相反的!这种现象告诉我们,除了PCB布线,对晶振起振影响最大的似乎不是电气参数,而是另外一种不可忽略的因素——人品!各种相互矛盾的经验也告诉我们晶振,导致晶振不起振的原因是多种多样的,也是因“人”而异的。也许,我们无法找到一个绝对有效的经验一举解决STM32的RTC晶振这个让人头疼的问题,但我们可以从各种经验中找到一些线索,为最终摸索到适合自己这块板子的解决方案提供一些帮助和提示。

如果晶振不起振,尤其是你已经使用了传说中的爱普生6pF晶振后还是不行,也许你应该尝试对以下几个方面排列组合,找到适合你这块板子的,更容易起振的方式。下面就罗列一下可能影响RTC晶振起振的因素1. 晶振的品牌和负载电容大家貌似都知道要用6pF的晶振,但我发现其实12.5pF的也可以用。大家都说KDS日本原装的好,我那个3毛钱的国产晶振貌似也没啥大问题。。。2. 晶振外接的匹配电容有人说6pF的晶振要配6pF的电容。但有经验公式指出这个电容的值应该是晶振本身负载电容的两倍,6pF的晶振应该配10pF的匹配电容,当然12.5pF的就应该配20pF或者22pF的电容了~电容值不匹配可能造成晶振不起振。更神奇的是,有人指出去掉外接的匹配电容会使晶振起振!这似乎没啥道理,但在我的板子上,有且仅有这个方案是可行的!!!3. 晶振并联的反馈电阻晶振可以并联一个高阻值的电阻,据说这样更容易起振。。。这个电阻的阻值有人说是1MΩ,有人说是5MΩ,也有人说是10MΩ,,,当然也有人说不能并联这个电阻,并联了反而不起振4. XTALout到晶振间串联电阻这种做法是官方的应用笔记指出的,而且给出了这个电阻的计算公式。

对这个电阻的的必要性也是众说纷纭,同样存在两种矛盾的说法,即必须要有这电阻,否则不起振。还有一说不能有这个电阻,否则不起振。。。从官方的应用笔记来看,这个电阻的主要作用是保护晶振,以防晶振发热。由此看来这个这个电阻似乎并非影响晶振起振的主要因素,甚至可能让晶振更难起振。5. 晶振的外壳是否接地这个就不用说了吧。。。晶振的外壳是金属的,做封装时可以把那个焊盘做成机械焊盘而悬空,也可以做成电气焊盘,然后连接到GND。对这个说法同样存在争议,有人说外壳必须接地,也有人说接地后反而不起振。6. 提高Vbat引脚的电源质量这种说法是有一定道理的,因为RTC部分是由Vbat的来供电的。有人说Vbat引脚对电源质量要求比较高,如果纹波较大可能会影响晶振的起振。更有人说反而需要一些噪声,激励晶振产生正反馈从而顺利起振(本人对此表示呵呵)。。。但不管怎样,提高电源质量对大家都是好事~7. 晶振周围的环境有人指出应该仔细清洗RTC晶振周围的电路,甚至是使用环氧树脂胶将晶振密封起来。这种说法得到了一些人的支持,看来也是有相当多的事实依据。8. 减少晶振焊接时加热的时间有人认为长时间加热晶振进行焊接会对晶振本身带来影响,却不是彻底损坏晶振,从而使得晶振不容易起振。

。。这种说法我没验证过,个人表示怀疑。。。9. 焊接的焊锡量这个种说法感觉就更不靠谱了,但真的有人在晶振引脚上多加了点焊锡晶振就能起振了。从原理上说,多加点焊锡确实会改变晶振和PCB间的寄生参数,但我感觉影响微乎其微。。。可能晶振已经徘徊在临界值的边缘了,这种做法才会起到一点作用。10. 使用有源晶振个人认为这是一劳永逸解决晶振不起振问题的不二法门!有人对STM32的RTC晶振不易起振的原因做了一个解释,即出于低功耗的考虑,STM32对晶振的驱动功率比较低,所谓“好鼓不用重锤”,一些差的晶振就需要更高的驱动功率,所以不易起振。我认为这种解释是有道理的。使用有源晶振则不存在驱动功率的问题,如果问题确实是因为驱动功率造成的,那使用有源晶振毫无疑问可以彻底解决问题。而且目前网上还没看到说有源晶振不起振的求助帖。但是有源晶振通常比较昂贵,甚至要比一颗外置的RTC芯片还要贵。至于这个问题的取舍,就要看各位看官自己的想法了。

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