工程师在开发电路系统时，往往需要使用中央处理器，如单片机、FPGA、DSP等。当然，一些简单的纯硬件电路项目例外，比如充电器、热水壶等等。

作为单片机的研发项目，其最小电路工作系统包括电源电路、复位电路和时钟频率电路。其中，电源电路和复位电路易于工程师理解和设计。但由于不同开发项目的功能需求不同，时钟频率电路的设计方案也不同，很难得到有效的统一设计。

例如：

该项目对研发有严格的要求；d成本和简单功能；

项目B的电路系统需要完成与外部电路系统的串行通信，通信数据要求不能出错；

project C包含时钟万年历功能，要求时间不间断，精度高。

对于单片机的时钟频率电路，工程师根据不同的项目要求设计选择匹配方案。具体的选择方案包括三类。

01外部晶振方案

所谓外接晶振方案，是指在单片机的时钟引脚X1和X2外接一个晶振。

单片机外部晶振图

优点：时钟频率精度高，稳定性好；对于一些对数据处理能力要求较高的项目，特别是对于那些多个电路系统之间需要进行信息通信的项目，比如USB通信、CAN通信等，选择外接晶振的方案有很多。

缺点：由于增加了外晶振，增加了开发BOM组件的成本。

02内部晶体振荡器方案

所谓内部晶振方案，是指单片集成RC振荡器电路产生的时钟频率。

单片机内部晶振图

优点：无需外部晶振，工程师可以有效节省开发BOM组件的成本。

缺点：RC振荡器电路产生的时钟频率精度比较低，误差较大，在高频通信中容易造成一些数据交互错误。

03时钟芯片方案

所谓时钟芯片方案，是指在单片机外部增加一个时钟芯片，用来给单片机提供精确的时钟信号。

单片机和时钟芯片电路

优点：精度高，误差小；适用于一些要求较高的电路工程。

缺点：电路设计复杂，工程师开发难度大，BOM组件开发成本高。

关于时钟芯片的一些电路特性，以Maxim的型号DS1338为例来说明：

DS1338时钟芯片

(1)电源

芯片的电源包括两部分：

VCC电源是指电路工程系统的电源，也是单片机的电源。

Vbat电源是指电池供电的电源。由于某种原因，当VCC电源突然断电时，时钟芯片自动使能Vbat电池供电，保持时钟芯片内部的时钟信号处理，不会因为电路系统电源VCC断电而丢失电路工作。

2)功能

时钟内置计时电路功能，可显示秒、分、小时、日、周、月、年的详细信息。通过IIC通信，单片机可以获得高精度的时钟信息。

(3)接口

时钟与单片机的接口为IIC通信接口，为串行通信。工程师的开发设计相对简单，电路功能容易实现。

(4)准确性

精度是指时钟芯片在正常工作条件下产生的时钟误差；比如Maxim 的时钟芯片DS1338的精度；s控制在10PPM，换算成一天24小时误差精度在0.8秒左右。

5)应用

时钟芯片一般用来处理精确计算时间的电路项目，比如时间万年历。

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当然，这三种方案都是针对一些工业和民用领域的。如果它们涉及航空航天应用，如卫星导航和