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为什么是32.768khz的时钟 为何32.768kHz是时钟的标准频率?

1、晶振频率的选择问题

时钟是电子设备中非常重要的元件之一,可以说是电子设备的心脏,负责着指导整个电子设备运转整个周期的任务。而晶振就是构成时钟的重要部件之一。晶振频率的选择是时钟设计中较为关键的问题。选择的频率高低会直接影响到时钟的精度和稳定性。

在选择晶振的时候,晶振的频率常常被设定为细分频数的主频,具体的选择则取决于时钟要求的精度和标准。对于常见的晶振主频,如32.768kHz、12MHz等等,选取的原则是既能满足ASIC的计算性能,又能保证电子设备的精度和稳定性。

2、天文钟与秒钟的计算问题

为什么选择32.768kHz这个数据呢?这需要涉及到天文钟和秒钟的计算问题。

1Hz就是1秒走一次,当然,1走一下也是1Hz。但对于天文钟来说,它的周期可以长达一个月,我们如果硬要造出一个天文钟来是很难做到的。但是,如果用一个晶振来产生一个秒钟,那么我们就可以将1秒再次分频,将它变成更长的时间(例:10分钟),然后再次分频直到时间与太阳系与周围星块的运动一致。

这样的话,我们就要从1Hz频率开始,分频到1Hz/2/2^5,也就是32.768kHz。这个频率一般成为电子设备的标准频率,若设备需要进行时间计算,就可以通过这个频率来计算,达到高精准度的目的。

3、晶振在现代电子设备中的应用

现代电子设备中的时钟电路,除了用在计算时间的应用,还有很多种用途,如处理器外频、USB中的时序、UART波特率、定时器等等,这在许多控制、计算、通信方面都发挥着核心作用。这些应用对晶体振荡器频率的要求也各不相同,但都有一个共性,就是晶振的频率精度越高越好。

在电子设备的设计中,晶振的精度对于时钟电路的精度和稳定性有重要的影响。晶振振荡器选用错误,可能导致各种不良影响:比如误差大、不稳定、失真等等。因此,晶振的选用和精度正太直接影响时钟电路的整体质量以及设备的使用寿命。

4、结语

总而言之,选择32.768kHz作为电子设备中的标准时钟频率,并不是单纯的随意选择,而是基于天文钟与秒钟的计算问题,以及晶振在电子设备中的应用等综合因素考虑而来的。单说晶振频率选择,其选择要基于精度和标准,从应用环境和实际需要出发,又要充分考虑到设计成本和生产成本等多因素,将各方面的因素做合理的平衡和取舍,得到的多是一种"刚好够用"的方案。因此,晶振频率的选择是一项综合性很强的工程问题。

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