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STM32---外部32.768K晶振（LSE）无法起振问题

news 来源：原创 2025/6/10 11:36:10

晶振是否起振主要就检查两个1、晶振与MCU是否兼容；2、晶振的负载电容是否匹配

一、判断晶振与MCU是否兼容

二、判断负载电容是否匹配

1. 晶振负载电容（CL）与匹配电容（CL1、CL2）的关系

2. 如何选择 CL1 和 CL2？

3. 调试技巧

三、常见误区

误区1: 我的板子上晶振不起振, 换一个STM32就好了, 那是不是芯片有问题?

误区2: 客户认为兼容就表示此晶振与MCU组合在一起在板子上就应该会起振

误区3: 不兼容的晶振, 就不会起振

一、判断晶振与MCU是否兼容

步骤1、确保所选择的晶振是基频晶振，一般40MHz以下的晶振均为基频晶振。

步骤2、计算LSE晶振与MCU匹配时所得到的gmcrit，或者GAINmargin

步骤3、最终判断MCU与晶振是否兼容

在晶振电路中，匹配电容（负载电容）的选择至关重要，它直接影响晶振的起振性能和频率精度。你提到的 CL1 和 CL2 通常是指连接在晶振两个引脚到地的电容，它们的取值需要根据晶振的规格和电路设计来调整。

负载电容不匹配
- 晶振需匹配特定负载电容（CL，通常为几pF至几十pF）。若电路中的负载电容（如C1、C2）与晶振规格不匹配，会导致频率偏移或不起振。
- 解决方法：参考晶振手册调整电容值（例如：12pF晶振通常配2×22pF电容，但需根据实际设计计算）。

晶振标称负载电容（CL）：
这是晶振规格书中给出的参数（如 12pF、18pF、20pF 等），表示晶振设计时预期的总负载电容值。
- 若实际电路的总负载电容与标称值不匹配，会导致频率偏移或不起振。
电路中的匹配电容（CL1、CL2）：
这两个电容（通常取值相同，如 C1=C2=22pF）与晶振引脚并联，用于调整总负载电容。
- 总负载电容的计算公式：
  
  其中：
  - C1 和 C2是外部匹配电容（即 CL1、CL2）。
  - C杂散C杂散是 PCB 走线、芯片引脚等引入的寄生电容（通常 2~5pF）。
- 简化情况（当 C1=C2时）：
  C总≈C12+C杂散
  目标：使 C总C总等于晶振标称的 CL。

确定晶振的标称负载电容（CL）
- 例如：晶振规格书标明 CL=18pF。
估算杂散电容（C杂散）
- 通常取 3~5pF（高频电路可能更高）。
计算匹配电容（CL1、CL2）
- 根据公式：
  C1=C2≈2×(CL−C杂散)
- 举例：若 CL=18pF，C杂散=4pF，则：
  C1=C2≈2×(18−4)=28pF
  （实际可选 22pF~33pF 的标准电容，再通过示波器微调）。

用示波器观察波形：
- 正常起振时，晶振引脚应为正弦波或削顶正弦波（幅值通常为 0.5~1Vpp）。
- 若不起振，尝试逐步增大/减小 CL1、CL2（如±5pF）。
替换法测试：
- 更换不同容值的电容（如 15pF、22pF、33pF），观察起振情况。
参考官方设计：
- 查阅芯片厂商的应用笔记（如 ST 的 AN2867），获取推荐电路参数。