介绍

      基于嵌入式微控制器（MCU）的系统历来依靠低频32.768 kHz石英谐振器驱动振荡器进行时间保持和故障恢复功能.TempFlat™MEMS SiT1533振荡器和SiT1552温度补偿振荡器（TCXO）是新一代更小尺寸的32.768 kHz 可提供具有成本效益，可靠性，改进频率稳定性的替代石英32.768 kHz振荡器的器件。

       本应用笔记概述了低功耗MCU中使用的片内32 kHz振荡器模式以及SiT1533/SIT1552系列支持的不同驱动器设置。 SiT1533/SIT1552器件具有NanoDrive™，这是出厂设计的输出电压摆幅，以优化与现有振荡器维持电路的电源和连接。 本文档列出了SiT1533/SIT1552输出驱动器VOH / VOL设置的有效组合以及特定MCU的相关部件号：

       1.Energy Micro EFM32
       2.瑞萨电子RL78G13
       3. STMicroelectronics STM32
       4.德州仪器MSP430F2x
       5.恩智浦LPC11xx
       6.飞思卡尔Kinetis L4x / L5x
       7.Microchip PIC18

       特定于每个MCU的程序设计细节列在各个附录中本应用笔记。

MCU 32KHz振荡器工作模式

       大多数节能MCU都采用片上32.768 kHz振荡器作为具有固定或可调反相增益级的皮尔斯振荡器的变体，如图1所示。

图1：典型的32.768 kHz振荡器框图，显示了晶振

       该低频振荡器可以被配置为以三种不同的模式工作，如图所示图2
       1.模式1：仅谐振器模式：驱动32.768 kHz石英谐振器
       2.模式2：在XIN引脚上接受正弦波输入≥200mVpp
       3.模式-3：旁路或关闭片上数字逻辑电平时钟输入振荡器。 对于与1.8V逻辑电平兼容的振荡器输入，摆幅较小可以利用SiT15xx支持的NanoDrive来节省额外的电力

图2：MCU片上32 kHz振荡器的工作模式。

SIT5xx 输出驱动电平

       SiT15xx器件支持两种不同的输出驱动模式
       1. NanoDrive™减少摆动，工厂可编程
       2.铁路轨道全方位LVCMOS

       NanoDrive减速摆动模式
       在NanoDrive模式下，SiT15xx输出驱动器实现了各种电压摆幅和普通模式偏置电压，类似于通过32 kHz石英晶体驱动的Pierce振荡器的各种实现而持续的驱动电平。      
       对于直流偏置和摆幅电平敏感的32 kHz振荡电路，支持直流耦合VOH / VOL驱动电平。 每个VOH / VOL组合中显示正确的零件编号指示符！ 参考源未找到..例如SiT153xAI-H4-D26-32.768将提供典型的驱动电平：VOH = 1.2V和VOL = 0.6V。 该设置的适用振荡器工作模式为Mode-1，如图2所示。

表1：允许的纳米驱动电平的矩阵

       图3显示了在编程时SiT153x振荡器的典型波形输出NanoDrive模式：摆幅电压，Vswing = 0.7 V，VOH = 1.1V，VOL = 0.4V进入15 pF负载。2012套件的相应部件号是SiT1533AI-H4-D14-32.768。

图3：SiT153xAI-H4-D14-32.768输出波形为15 pF负载。

       全速LVCMOS驱动

       可以将SiT153x / SiT1552系列编程为产生全摆幅LVCMOS输出。图4显示了SiT153xAI-H4-DCC-32.768，1.8V VDD到15 pF负载的波形

图4：1.8V VDD至15 pf负载下的SiT153xAI-H4-DCC-32.768的LVCMOS波形

Energy Micro EFM32

表2：三个EFM32 LFXO振荡器模式的SiT15xx配置

STMicroelectronics STM32

       STM32L152RBT6是基于ARM的Cortex-M3 MCU。 内部RTC具有单独的精确低频（LSE）振荡器。 LSE振荡器具有为实时时钟（RTC），外设时钟/日历或其他定时功能提供低功耗但高度准确的时钟源的优点。 振荡器包含用于晶体连接的OSC32_IN和OSC32_OUT引脚。 作为选件，外部时钟源可以通过MCU注册的设置绕过片上振荡器而直接路由到OSC32_IN引脚。 默认情况下，LSE振荡器关闭。 与EFM32不同，LSE振荡器支持两种工作模式。表3列出了LSE振荡器的两种工作模式下SiT15xx的最佳设置。

表3：两个STM-32 LSE振荡器模式的SiT15xx配置

德州仪器MSP430F2x
       德州仪器的MSP430微控制器基于16位RISC CPU。 该架构结合五种不同的低功耗模式进行了优化，可在便携式应用中实现延长的电池寿命。 MSP430 MCU包括支持低系统成本和超低功耗的基本时钟模块。 基本时钟模块包括低/高频振荡器，可用于32768 Hz的低频手表晶体，谐振器或外部时钟源。 MCU有两个用于晶体连接的XIN和XOUT引脚。表5列出了XT1振荡器的三种工作模式中的每一种的SiT153x的最佳设置。

表5：两个LFXT振荡器模式的SiT15xx配置

恩智浦LPC11xx

       LPC1100 MCU是基于Cortex-M0的MCU，速度高达50 MHz。 CortexM0处理器是为各种嵌入式应用而设计的入门级32位ARM Cortex处理器。 MCU具有几种低功耗模式，可在便携式应用中实现高性能的低功耗：睡眠模式，深度睡眠模式，掉电模式和深度掉电模式。
       该MCU集成了提供32768 Hz时钟的低功耗RTC振荡器。 两个引脚RTCXIN和RTCXOUT用于32768 Hz晶振的连接。 尽管低功耗模式，RTC振荡器始终工作。 内部RTC振荡器不能旁路。表6列出了XT1振荡器适用工作模式下SiT153x的最佳设置。

表6：RTC振荡器模式的SiT15xx配置

飞思卡尔Kinetis L4x / L5x

       Kinetis L系列MCU基于ARM Cortex-M0 +处理器。 这些处理器具有低功耗和高性能。 MCU的时钟分配系统包括多功能时钟发生器（MCS），晶体振荡器（XOSC）和实时时钟（RTC）模块。 石英晶体可以连接到EXTAL32和XTAL32引脚。 如果XOSC被旁路，外部时钟可能会提供给EXTAL32引脚。
       XOSC集成了可调片上负载电容，由用户固件控制。 它们不包括将外部负载电容器连接到晶体。 有两种振荡器工作模式可供选择：高增益和低功耗配置。 高增益配置需要高电压电平。 下表列出了XOSC振荡器的两种工作模式下SiT153x的最佳设置。

表7：XOSC振荡器模式的SiT15xx配置

Microchip PIC18

       PIC18 MCU是低功耗8位器件，允许灵活的时钟定制和简单的寄存器访问，使设计人员能够在省电应用中实现较低的平均功耗。 PIC18器件包括两个振荡器。 一个是在MHz频率范围内工作的高速振荡器。 第二个振荡器使用Timer1在低功耗低频下工作，并在核心和其他外设处于省电模式时继续工作。
       辅助振荡器包括两个用于连接外部时钟源的T1OSI和T1OSO引脚。 下表显示了使用SiT153x器件作为时钟源时的两种可能模式。 为了达到最低功耗SiTime建议使用旁路模式（Mode-3）。 这消除了片上辅助振荡器电路消耗的额外电流。

表8：辅助振荡器模式的SiT15xx配置

相关链接：32.768KHz低功耗有源晶振选型

相关链接：32.768KHz高精度有源晶振选型