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【博客大赛】晶振在钟表上的运用

2018-5-15 15:08 45 0 分类: 消费电子 文集: 电子元件
     相信大家对手表并不陌生,一个好的手表至少要好几百甚至好几千的都有!比如说劳力士、万国、欧米茄等等。这些都是手表中的大佬!但是这么一说好像和晶振没有没有关系。仔细一想的话就有关系了。

     在手表中就是内部嵌入一个32.768Hz的晶振和一个锂电池主板。在手表内部时钟芯片电路供给给CPU,主板芯片组和各级总线(CPU总线,AGP总线,PCI总线,PCIE总线等)和主板各个接口有些根本作业频率,有了它,计算机才干在CPU操控下,按步就班,和谐地完结各项功用作业:

    1.晶振的作业原理: 主板时钟芯片即分频器的初始作业振动频率,由石英晶体多谐振动器的谐振频率来发生,晶振其实是一个频率发生器,他首要把传进入的电压转化为频率信号。供给给分频率一个基准的14.318MHZ的振动频率,它是一个多谐振动器的正回馈环电路,也就是说它把输入作为输出,把输出作为输入的回馈频率,象这么一个永无休止的循环自激进程。
  2.在主板上多见的时钟晶振:有14.318M(主时钟)与32.768HZ。
  3.时钟IC芯片简介:他首要起着扩大频率和减小频率的效果,他和晶振组合后才干在主板上起效果。咱们把他称做为时钟发生器(晶振+时钟IC芯片)。
  4.时钟发生器的作业原理:时钟咱们能够把他界说为各个部件的总线频率速度,他起着分配给各个部件的频率使他们能够正常作业。当晶振通电后宣布的频率送入时钟IC芯片,它的各脚会传出相对应的频率通个时钟IC芯片周围的电阻。而内存,与AGP这些高速的时钟是由北桥内部供给给它的,将频率信号分配到主板各个部件,如(PCI 33M,CPU 100M133M200M I/O 48M和14M,南桥33M &14M北桥100M7&133M&200M
     实时时钟芯片(RTC)允许一个系统能同步或记录事件,给用户一个易理解的时间参考。由于RTC的应用越来越广泛,为了避开设计时出现的问题,设计者应熟悉RTCs。

     许多时钟芯片都包括一个晶振控制位,通常称之为时钟中断(CH)或是晶振使能位(/EOSC)。此位通常位于秒寄存器或控制寄存器的最高位(位7),几乎在有这位的所有时钟芯片中,初始电池上的首选状态对于晶振来说是无效的。这允许系统设计者提出制造流程,在安装和测试后,用Vbat进行供电,通常用个锂电池。此时晶振处于一个停止状态,保存电池到系统电压可以工作。在这个点上,软件/硬件应该启动晶振并促使处理时间和日期。

    在一般情况下,锂电池的工作温度是-40℃到+85℃。电池不能暴露在+85℃以上的环境中。含电池和暴露电池的引脚的封装,例如灵敏性插座,不应接触到水。浸水使电池短路,因此耗尽电池

    那么手表中时钟格式是什么呢?接着以手表为例。RTC(Real-Time Clock意思是实时时钟芯片.)用到了3种主要的数据格式,BCD格式,带月,星期,年等单独寄存器的二进制格式和无格式的二进制寄数器格式。

    BCD是最常用的一种格式。它流行的一个原因是时间和日期数据可以很方便的读取,而不用转换。每8位寄存器代表两个数字(每个数字一个半位),每4位比特二进制表示数字0到9。

    因为有些位在特殊的时间或日期领域里不需要,这些位可以用于特殊的功能,一般情况下是用作读/写位的,也可以用硬件读返回而总是处于1或0状态,这是由设计来决定的。在图1中,秒寄存器的第7位是用作时钟中断位(CH)的。

    第二种是二进制形式,各个单独的寄存器和BCD格式一样。在带BCD格式的时钟上二进制格式通常是可以编程进行选择的。

    第三种是在某种参考点的无格式二进制值中,用单个的多字节寄存器来表示秒时间

    钟表里的32.768K石英晶振在钟表里面主要是显示时间的作用,即给时钟提供准确的信号以及准确的分频,保证走时精准。所以说钟表的发展离不开石英晶振。

    32.768KHZ的时钟晶振产生的振荡信号经过石英钟内部分频器进行15次分频后得到1HZ秒信号,即秒针每秒钟走一下,石英钟内部分频器只能进行15次分频,要是换成别的频率的晶振,15次分频后就不是1HZ的秒信号,时钟就不准了。32.768K=32768=2的15次方,数据转换比较方便、精确。32.768K晶体是高精度和高稳定度的振荡器,用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和提供基准信号,现在所处的是信息时代,各种数码产品和移动通信设备的发展带动了电子元器件,行业的发展,也提高了对这些零配件的要求,使其不断地进行技术革新和进步,广泛应用于手表、手机、计算机、工控仪表等领域中。正是因为这些,晶振的运用范围也越来越广。
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