PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Режимы, стандартные для всех моделей

LP ∙ Экономичный режим для резонаторов с частотой до 200 кГц

XT ∙ Обычный режим для резонаторов с частотами от 200 кГц до 4 МГц

HS ∙ Высокопроизводительный режим для резонаторов с частотами от 4 до 20 МГц

RC/EXTRC ∙ Генератор с внешней RС-цепочкой. На вывод CLKOUT выдается тактовый сигнал

Дополнительные режимы для PIC12F629/675

INTOSC1 ∙ Внутренний RС-генератор 4 МГц. Вывод CLKOUT используется в качестве линии ввода/вывода

INTOSC2 ∙ Внутренний RС-генератор 4 МГц. На вывод CLKOUT выдается тактовый сигнал

ЕС ∙ Внешний генератор. Вывод CLKOUT используется в качестве линии ввода/вывода

RC2 ∙ Генератор с внешней RС-цепочкой. Вывод CLKOUT используется в качестве линии ввода/вывода

Из Рис. 10.5, а видно, что в режимах с резонатором для формирования сигнала используется инвертирующий усилитель, который отключается вместе с подключенными к нему узлами по команде sleep. Единственное различие между режимами заключается в коэффициенте усиления этого инвертирующего усилителя. В режиме LP коэффициент усиления имеет минимальное значение, за счет чего уменьшается потребление генератора. Режим HS используется при высоких частотах резонатора, при этом потребление генератора максимально. Вообще говоря, следует выбирать режим с минимально возможным коэффициентом усиления. В документации на конкретное устройство подробно указаны диапазоны рабочих частот и номиналы внешних компонентов. Максимальная тактовая частота моделей среднего уровня составляет 20 МГц[132], однако некоторые модели имеют пониженное быстродействие — их тактовая частота, как правило, не может превышать 4 МГц.

Рис. 10.5.Типовые конфигурации тактового генератора

В типичном устройстве с тактовой частотой 10 МГц используется 10-МГц кристалл с АТ-срезом в режиме HS, при этом С₁ = 22 пФ и С₂ = 33 пФ. В режиме LP используется 32-кГц резонатор с С₁ = 68 пФ и С₂ = 100 пФ. Несмотря на то что оба конденсатора могут иметь одинаковые номиналы, большее значение С₂ улучшает пусковые характеристики после сброса и выхода из спящего режима. Некоторые резонаторы в режиме HS могут потребовать подключения к выводу OSC2 последовательного резистора. Более подробно это расписано в документе AN588 «Р1C16/17 Oscillator Design». Керамические резонаторы менее дороги, чем кварцевые, однако они имеют худшую точность установки частоты (порядка 0.5 %) и меньшую температурную стабильность. Некоторые керамические резонаторы могут уже иметь встроенные конденсаторы, что позволяет уменьшить количество компонентов схемы. В документе AN588 приводится сравнение керамических и кварцевых резонаторов, используемых в таких приложениях.

Четвертый из стандартных режимов позволяет использовать в качестве времязадающего элемента внешнюю ЛС-цепочку. В этом режиме, как показано на Рис. 10.5, б, вывод OSC2 играет роль буферизированного выхода тактового сигнала и может использоваться для синхронизации внешних цифровых схем, в том числе и других микроконтроллеров PIC. Такой режим в основном применяется в бюджетных приложениях, которые не предъявляют жестких требований к точности установки тактовой частоты и ее стабильности. Частота зависит от сопротивления R₁, емкости конденсатора C₁ и напряжения питания V_DD. Как правило, в документации на конкретную модель приводятся таблицы и графики, показывающие типичные зависимости частоты от этих параметров. Так, в микроконтроллере PIC16F87X усредненное значение частоты будет равно 1.7 МГц ±10 % при V_DD = 5 В, R₁ = 3.3 кОм и C₁ = 100 пФ (при температуре +25 °C). Разумеется, необходимо принимать во внимание точность параметров используемых компонентов, а также их температурные характеристики.