Osc是oscillator的简称,中文译名为振荡器,波形发生器,主要作用是产生时钟脉冲以确保微控制器内部各个模块之间的协调性。osc的引脚在芯片设计中一般是XTAL1和XTAL2两个引脚,这两个引脚通过晶体振荡电路与外部晶体振荡器相连,同晶体振荡器一起构成一个完整的时钟系统。
在单片机系统中,时钟信号的频率决定了系统的运行速度。所以,选择合适的晶体振荡器是非常有必要的。而晶体振荡器具有许多优点:稳定性好、可靠性高、精确度高。这些特点使得芯片在各个方面的性能都得到了保证。
当osc引脚需要接晶体振荡器时,必须配合外加负载电容。所谓负载电容就是振荡电路上使用的电容,主要是为了在振荡器与芯片之间建立一个特定的容性负载,保证晶体振荡器可靠振荡。
在实际应用中,需要根据芯片厂商提供的晶体参数选择匹配的晶体电容,这样可以达到最佳的频率精度和稳定性。按照芯片厂商给出的引脚排布,只需要将晶体的一个脚接XTAL1引脚,另一个脚接XTAL2引脚,再加入适当的电容即可,典型值为15pF。
有时候需要高精度的频率信号,而单独使用晶体振荡器难以达到高精度的要求,这个时候就可以选择使用独立的高精度振荡器模块来替代晶体振荡器,而osc引脚也可以接这种模块。
使用振荡器模块时需注意振荡器模块的输出电平一般比较小,需要通过信号放大模块进行放大后再接入芯片中进行处理。同时,振荡器模块的频率一般是可以调节的,可以根据具体需要进行调试,调节信号精度。
在实际应用中,为保证芯片工作稳定,还需要进行接口电路优化。常见的优化方式有两个:一是增加滤波电路,对时钟信号进行滤波处理,保证时钟信号不被外部环境电磁干扰影响;二是进行阻抗匹配,将时钟信号的输出阻抗与芯片的输入阻抗匹配,以最大程度地避免信号反射和干扰。
在进行阻抗匹配时,需要注意时钟信号要以高速信号来处理,使用差分信号传输模式时需保证阻抗的差异性小于10%。同时,由于时钟信号的传输速度很快,所以需要确保PCB布局合理,尽量缩短信号传输线路,避免信号延迟和失真。