STM32的RTC晶振不起振的可能原因？

大家好，我是EE小ai?？吹揭黄?0年前的關(guān)于STM32晶振的文章，與大家共享。
STM32的RTC晶振經(jīng)常出現(xiàn)不起振的問(wèn)題，這已經(jīng)是“業(yè)界共識(shí)”了。。。很多人在各種電子論壇上求助類似于“求高手指點(diǎn)！RTC晶振不起振怎么辦”的問(wèn)題，而其答案基本可以概括為“這次高手幫不了你了”

更有陰謀論者提出讓人啼笑皆非的解釋——STM32的RTC晶振不起振是ST與晶振廠商串通后故意搞出來(lái)的，目的是提高某晶振廠商高端晶振的銷量。。。

最近做的幾塊板子也用到了STM32的RTC，前后兩版一共做了大概6片，幸運(yùn)的是并未遇到晶振不起振的現(xiàn)象。而我采用的是3毛錢一個(gè)的普通晶振，并未選用傳說(shuō)中低負(fù)載高精度晶振。。。后來(lái)在另外一片實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的板子上首次遇到了晶振不起振的問(wèn)題，而且做了2片都不起振，這才讓我意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題的嚴(yán)重性。

從上述現(xiàn)象來(lái)看，我認(rèn)為對(duì)RTC晶振起振影響最大的因素應(yīng)該是PCB的布線。但是遇到問(wèn)題時(shí)通常是PCB已做好，甚至已經(jīng)做了幾百塊，沒(méi)有回頭路了。于是大家更關(guān)注的問(wèn)題似乎就是“如何補(bǔ)救”了。在網(wǎng)上搜索一下，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)世界是如此美好！每個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和建議都不一樣，甚至是完全相反的！這種現(xiàn)象告訴我們，除了PCB布線，對(duì)晶振起振影響最大的似乎不是電氣參數(shù)，而是另外一種不可忽略的因素——人品！

各種相互矛盾的經(jīng)驗(yàn)也告訴我們，導(dǎo)致晶振不起振的原因是多種多樣的，也是因“人”而異的。也許，我們無(wú)法找到一個(gè)絕對(duì)有效的經(jīng)驗(yàn)一舉解決STM32的RTC晶振這個(gè)讓人頭疼的問(wèn)題，但我們可以從各種經(jīng)驗(yàn)中找到一些線索，為最終摸索到適合自己這塊板子的解決方案提供一些幫助和提示。

如果晶振不起振，尤其是你已經(jīng)使用了傳說(shuō)中的愛(ài)普生6pF晶振后還是不行，也許你應(yīng)該嘗試對(duì)以下幾個(gè)方面排列組合，找到適合你這塊板子的，更容易起振的方式。

下面就羅列一下可能影響RTC晶振起振的因素：

1. 晶振的品牌和負(fù)載電容

大家貌似都知道要用6pF的晶振，但我發(fā)現(xiàn)其實(shí)12.5pF的也可以用。大家都說(shuō)KDS日本原裝的好，我那個(gè)3毛錢的國(guó)產(chǎn)晶振貌似也沒(méi)啥大問(wèn)題。。。

2. 晶振外接的匹配電容

有人說(shuō)6pF的晶振要配6pF的電容。但有經(jīng)驗(yàn)公式指出這個(gè)電容的值應(yīng)該是晶振本身負(fù)載電容的兩倍，6pF的晶振應(yīng)該配10pF的匹配電容，當(dāng)然12.5pF的就應(yīng)該配20pF或者22pF的電容了~電容值不匹配可能造成晶振不起振。更神奇的是，有人指出去掉外接的匹配電容會(huì)使晶振起振！這似乎沒(méi)啥道理，但在我的板子上，有且僅有這個(gè)方案是可行的?。。?/p>

3. 晶振并聯(lián)的反饋電阻

晶振可以并聯(lián)一個(gè)高阻值的電阻，據(jù)說(shuō)這樣更容易起振。。。這個(gè)電阻的阻值有人說(shuō)是1MΩ，有人說(shuō)是5MΩ，也有人說(shuō)是10MΩ，，，當(dāng)然也有人說(shuō)不能并聯(lián)這個(gè)電阻，并聯(lián)了反而不起振

4. XTALout到晶振間串聯(lián)電阻

這種做法是官方的應(yīng)用筆記指出的，而且給出了這個(gè)電阻的計(jì)算公式。對(duì)這個(gè)電阻的的必要性也是眾說(shuō)紛紜，同樣存在兩種矛盾的說(shuō)法，即必須要有這電阻，否則不起振。還有一說(shuō)不能有這個(gè)電阻，否則不起振。。。從官方的應(yīng)用筆記來(lái)看，這個(gè)電阻的主要作用是保護(hù)晶振，以防晶振發(fā)熱。由此看來(lái)這個(gè)這個(gè)電阻似乎并非影響晶振起振的主要因素，甚至可能讓晶振更難起振。

5. 晶振的外殼是否接地

這個(gè)就不用說(shuō)了吧。。。晶振的外殼是金屬的，做封裝時(shí)可以把那個(gè)焊盤做成機(jī)械焊盤而懸空，也可以做成電氣焊盤，然后連接到GND。對(duì)這個(gè)說(shuō)法同樣存在爭(zhēng)議，有人說(shuō)外殼必須接地，也有人說(shuō)接地后反而不起振。

6. 提高Vbat引腳的電源質(zhì)量

這種說(shuō)法是有一定道理的，因?yàn)镽TC部分是由Vbat的來(lái)供電的。有人說(shuō)Vbat引腳對(duì)電源質(zhì)量要求比較高，如果紋波較大可能會(huì)影響晶振的起振。更有人說(shuō)反而需要一些噪聲，激勵(lì)晶振產(chǎn)生正反饋從而順利起振（本人對(duì)此表示呵呵）。。。但不管怎樣，提高電源質(zhì)量對(duì)大家都是好事~

7. 晶振周圍的環(huán)境

有人指出應(yīng)該仔細(xì)清洗RTC晶振周圍的電路，甚至是使用環(huán)氧樹(shù)脂膠將晶振密封起來(lái)。這種說(shuō)法得到了一些人的支持，看來(lái)也是有相當(dāng)多的事實(shí)依據(jù)。

8. 減少晶振焊接時(shí)加熱的時(shí)間

有人認(rèn)為長(zhǎng)時(shí)間加熱晶振進(jìn)行焊接會(huì)對(duì)晶振本身帶來(lái)影響，卻不是徹底損壞晶振，從而使得晶振不容易起振。。。這種說(shuō)法我沒(méi)驗(yàn)證過(guò)，個(gè)人表示懷疑。。。

9. 焊接的焊錫量

這個(gè)種說(shuō)法感覺(jué)就更不靠譜了，但真的有人在晶振引腳上多加了點(diǎn)焊錫晶振就能起振了。從原理上說(shuō)，多加點(diǎn)焊錫確實(shí)會(huì)改變晶振和PCB間的寄生參數(shù)，但我感覺(jué)影響微乎其微。。?？赡芫д褚呀?jīng)徘徊在臨界值的邊緣了，這種做法才會(huì)起到一點(diǎn)作用。

10. 使用有源晶振

個(gè)人認(rèn)為這是一勞永逸解決晶振不起振問(wèn)題的不二法門！有人對(duì)STM32的RTC晶振不易起振的原因做了一個(gè)解釋，即出于低功耗的考慮，STM32對(duì)晶振的驅(qū)動(dòng)功率比較低，所謂“好鼓不用重錘”，一些差的晶振就需要更高的驅(qū)動(dòng)功率，所以不易起振。我認(rèn)為這種解釋是有道理的。使用有源晶振則不存在驅(qū)動(dòng)功率的問(wèn)題，如果問(wèn)題確實(shí)是因?yàn)轵?qū)動(dòng)功率造成的，那使用有源晶振毫無(wú)疑問(wèn)可以徹底解決問(wèn)題。而且目前網(wǎng)上還沒(méi)看到說(shuō)有源晶振不起振的求助帖。但是有源晶振通常比較昂貴，甚至要比一顆外置的RTC芯片還要貴。至于這個(gè)問(wèn)題的取舍，就要看各位看官自己的想法了。

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審核編輯 黃宇