[發明專利]一種用于溫補石英晶體振蕩器的微控制器及其使用方法

在審

• 申請號: 201911132457.7
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110719086A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 俞小平;黃堅;胡依婷;李良
• 申請（專利權）人: 無錫中微愛芯電子有限公司
• 主分類號: H03H9/19
• 分類號: H03H9/19;G05B19/042
• 代理公司: 11427 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳娟

本發明公開的屬于微控制器技術領域，具體為一種用于溫補石英晶體振蕩器的微控制器及其使用方法，包括微控制器和時鐘電路，所述微控制器的內部包括穩壓器、溫度傳感器、AD轉換器、處理器、存儲器、PWM脈寬調制單元、二階無源濾波器，該種用于溫補石英晶體振蕩器的微控制器及其使用方法，時鐘電路和石英晶體形成了振蕩器，而時鐘電路的控制電壓端子是由微控制器控制的，可通過微控制器發送不同的PWM頻率，改變變容二極管的結電容值，進而達到調整晶體振蕩頻率，改變采用分立器件實現的思路，通過將穩壓器、溫度傳感器、PWM二階濾波電路集成到微控制器內，可有效減小晶體振蕩器整體體積，提高溫度感應的實時性、降低成本，可靠性高。

技術領域

本發明涉及微控制器技術領域，具體為一種用于溫補石英晶體振蕩器的微控制器及其使用方法。

背景技術

石英晶體振蕩器又名石英諧振器，簡稱晶振，是利用具有壓電效應的石英晶體片制成的。這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產生機械振動，當交變電場的頻率與石英晶體的固有頻率相同時，振動便變得很強烈，這就是晶體諧振特性的反應。由于該晶體振蕩器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩定度高等優點，被應用于家用電器和通信設備中。

在大多數應用中，石英晶體諧振器具有在通常溫度范圍內提供溫度穩定頻率(具有0.5ppm/℃量級的變化)的優點，然而，在某些應用中，該精確度似乎不足夠。

目前，溫補石英晶體振蕩器的控制部分是由多個單一功能的芯片來完成，5V電源經穩壓器穩壓到3V給溫度器傳感器和時鐘電路供電，其余直接由外部5V電源直接供電。5V電源上電后，溫度傳感器感應環境溫度，將信號反饋到微控制器，時鐘電路和石英晶體結合產生時鐘信號，微控制器控制時鐘電路對石英晶體輸出時鐘信號頻率進行調整，采用這種方式，需要多個芯片、很多阻容電子組件貼裝PCB板上，不僅成本較高，而且占用比較多的PCB面積、體積大，性能穩定性差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于溫補石英晶體振蕩器的微控制器及其使用方法，以解決上述背景技術中提出的現有的目前，溫補石英晶體振蕩器的控制部分是由多個單一功能的芯片來完成，5V電源經穩壓器穩壓到3V給溫度器傳感器和時鐘電路供電，其余直接由外部5V電源直接供電。5V電源上電后，溫度傳感器感應環境溫度，將信號反饋到微控制器，時鐘電路和石英晶體結合產生時鐘信號，微控制器控制時鐘電路對石英晶體輸出時鐘信號頻率進行調整，采用這種方式，需要多個芯片、很多阻容電子組件貼裝PCB板上，不僅成本較高，而且占用比較多的PCB面積、體積大，性能穩定性差的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用于溫補石英晶體振蕩器的微控制器，包括微控制器和時鐘電路，所述微控制器的內部包括穩壓器、溫度傳感器、AD轉換器、處理器、存儲器、PWM脈寬調制單元、二階無源濾波器，所述穩壓器的電性輸出端與所述溫度傳感器和所述時鐘電路的電源輸入端電性連接，所述溫度傳感器的電性輸出端與所述AD轉換器的電性輸入端電性連接，所述AD轉換器的電性輸出端與所述處理器的電性輸入端電性連接，所述處理器的電性輸出端與所述溫度傳感器、所述存儲器和所述PWM脈寬調制單元的電性輸入端電性連接，所述PWM脈寬調制單元的電性輸出端電性連接所述二階無源濾波器，所述二階無源濾波器的電性輸出端與所述時鐘電路的電性輸入端電性連接，所述時鐘電路的左側壁電性連接有石英晶體。

優選的，所述時鐘電路的內部含有變容二極管，所述二階無源濾波器的電性輸出端與所述變容二極管的控制端電性連接。

優選的，所述存儲器為FLASH存儲器。

優選的，所述時鐘電路包括反相器、反饋電阻、負載電容、電容、變容二極管、隔離電阻、控制電壓端子，所述反相器和所述反饋電阻構成反相放大器。

優選的，所述穩壓器為5V電源經穩壓器。

優選的，所述時鐘電路的電性輸入端與所述控制電壓端子的電性輸出端電性連接。