給單片機時鐘制作一枚高穩(wěn)定的恒溫晶振

　　單片機時鐘一直咱單片機愛好者的必修課之一。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)用于自己的單片機設(shè)計之中。但是很多朋友遇到過這樣一個問題：時間走不準。有時候新作品一天甚至幾個小時就會快3-8秒;前兩個月調(diào)好的鐘過了幾個月走時又不準了…………

　　我想，這其中有很大一部分原因是晶體導致的(有些朋友研究出也可能跟數(shù)據(jù)讀寫速度、芯片質(zhì)量甚至是布線方式存在關(guān)系，咱們暫時不探究)。為了達到一個精確的顯示效果，很多朋友啊買了帶溫度補償?shù)?，或者?nèi)置晶體的實時時鐘芯片。對于走時速度的調(diào)整也使用了累計法，對走快的或走慢的鐘在程序中進行算法優(yōu)化。但是算法的優(yōu)化很難對溫度的變化做出實時補償，這導致了不同時令鬧鐘走時精度的差異。對于這個問題，解決途徑很多，以下以兩種不同的方法對晶體的溫度-頻率特性優(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重要成員，以其輕薄小巧的特點在電子產(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達到了50PPM左右(注1PPM為一百萬分之一)

　　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口向下的拋物線型，25℃時為頻率精度最高點。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攝氏度為對稱中心的曲線，這一點可以大致彌補冬夏時令的頻率誤差。

　　2.設(shè)置恒溫晶體。

　　如果我們設(shè)定某一溫度點的使該晶體恒溫，那就可以將頻率穩(wěn)定在該點附近，形成恒溫晶振。在測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℃。