MCU内部振荡器的优缺点是什么？

MCU内部振荡器的优缺点是什么？   

低成本微控制器单元通常带有一个内部 RC 振荡器供使用，而不是外部陶瓷或石英晶体振荡器。但是，你需要微调此振荡器。

很有可能，你想要一个内置RC 振荡器的 MCU  。所有主要制造商的众多微控制器系列都包含此模块，包括德州仪器、意法半导体和 Microchip 的微控制器系列。几乎所有制造商都在线提供了随附的应用说明，介绍了如何校准其 MCU 的内部振荡器。

使用内部振荡器有很多好处，你可能真的不需要外部晶体或振荡器。但是，有些关键应用需要非常精确的时序，例如串行端口、定时器和 USB 接口。即使对于这些应用中的大多数，如果你对其进行微调，内部振荡器也可能满足严格的时序要求。

继续阅读以了解内部振荡器和简单的校准程序，以获得时钟信号的最佳性能。

NXP 的 9S08SH8 微控制器的 GPIO 应用，没有外部振荡器

       内部振荡器的好处

内部振荡器无处不在是有原因的。以下是它们的一些好处：

1.它们需要更少的外部组件。不再需要外部振荡器电路或其反馈电路。这会对预算、PCB 面积和成品的整体尺寸产生积大影响。

2. 他们留下一两个引脚可用于 I/O。 大多数具有低引脚数的 MCU 会为每个引脚分配多个功能，供用户选择其用途。因此，如果您选择在 MCU 中使用内部振荡器，你将释放时钟输入引脚，或者释放晶体或陶瓷谐振器所在的两个引脚。

ATmega328 MCU 的 DIP28 引脚，Arduino Uno 的核心。引脚 9 和 10 用于晶振，或者分别用于 GPIO 引脚 PB6 和 PB7

3.它们在IC内部保持高频。 尽管一些微控制器在低于 100kHz 的低频下使用晶振，但使用 10MHz 或以上的外部振荡器更为常见。这种高时钟频率几乎总是由 CPU 独占使用，并在 MCU 内部对其外围模块（ADC、UART、SPI、USB、GPIO 等）进行预分频。

在某些 PCB 中，芯片外部存在高频可能是一个问题，因此将高频保持在内部这样就变得更完美了。

内部振荡器的缺点

内部振荡器由集成电路内部的电阻和电容组成。在芯片内生产这些无源器件有其局限性，尤其是在准确性和可重复性方面。这意味着两个相同的微控制器芯片可能会在其内部振荡器频率上显示出有意义的差异。

除了准确的获得芯片内的电阻和电容的预期值（精度），以及获得所有芯片的完全相同的值（可重复性）之外，还有温度问题。事实证明，电容和电阻都会随温度发生轻微变化，这对于内部振荡器尤其重要。因此，不仅不必担心不同芯片的工作频率略有不同，而且还不用担心它们的频率会随温度变化。

如果你不希望环境温度发生显着变化，那么一旦校准了内部振荡器，你就不必担心它。但是，如果你预计温度变化很大并且你的系统对频率变化非常敏感（如实时时钟或高速通信系统），那么外部振荡器是更好的选择。

如果 RC 振荡器如此糟糕，为什么制造商不在 MCU 中嵌入晶体或陶瓷振荡器？

IC 制造工艺在可以小型化的材料列表中非常有限，正如可能猜到的那样，石英和陶瓷不在该列表中。因此，尽管可以设想 一种混合方法，但它并不实用。

RC 振荡器并没有那么糟糕。事实上，现代 MCU 的用户指南报告的内部振荡器频率精度通常低于 ±10%，可以微调至 ±0.5% 以下。

结论

尽管晶体和陶瓷振荡器因其准确性和稳定性而非常可靠，但 RC 振荡器对于许多适度的应用来说还是相当不错的，并提供了重要的好处。

另一方面，RC 振荡器并不完美，因此必须始终评估你的应用程序，以便能够判断何时使用内部振荡器，以及何时使用晶体或陶瓷振荡器更好。

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