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[参考译文] MSP430FG4618:XIN/XOUT 上的高频振荡器(7.3728MHz)不会振荡

Guru**** 2382480 points
Other Parts Discussed in Thread: MSP430FG4618
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/msp430fg4618-high-frequency-oscillator-7-3728mhz-on-xin-xout-is-not-oscillating

器件型号:MSP430FG4618
  1. 在 XIN/XOUT 上具有振荡器 Abracom ABMM2 7.3728MHz 的 MSP430FG4618不会振荡

     

    1. 设计说明:

    控制器:MSP430FG4618电源+3.3V

    XIN (D1)和 XOUT (E1)引脚上的振荡器:Abracom ABMM2 7.3728MHz 20ppm 18pF ESR = 150 Ω

    图1:MSP 和石英的原理图

     

    图2:顶层

    图3:Innerlayer2 (蓝色)、5 (绿色)和底层(黄色)

    图4:内层3 (GND 平面深绿色)和 Innerlayer4 (+3.3V 平面)

    CLK 启动:

    #define bit_set (value、mask)(value)|=(mask)

    #define bit_clear (变量、掩码)(变量)&&~μ m (掩码)

     

    ////// xt1 CLK 配置////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

       bit_clear (FLL_CTL1、FLL_DIV_1);    //将 ACLK 除以1

       Bit_Set (FLL_CTL1、SELM_A);         //为 CPU MCLK 选择 LFXT1

       bit_set (FLL_CTL1、SMCLKOFF);       //外设模块时钟(SMCLK)禁用

       bit_set (FLL_CTL1、XT2OFF);         //高频振荡器2 (XT2)禁用

     

       BIT_SET (FLL_CTL0、DCOPLUS);        // DCO 输出未分频

       BIT_SET (FLL_CTL0、XCAP0PF);        // XIN 电容器= XOUT 电容器= 0pf

       bit_set (FLL_CTL0、XTS_FLL);        //选择高频率振荡器

     

     

     

     

    1. 问题描述:

    在上面的设计中、振荡器不会振荡。

    在 XIN 引脚上、I 只能测量0V。

    在启动时、在 XOUT 引脚上、我可以测量以下信号:

    图5:MSP 启动

    在运行期间、我可以在 XOUT 上测量此值:

    图6:运行时期间的 XOUT

     

    1. 您是否能够识别我们的硬件设计或软件中的时钟配置的任何问题?
    2. 勘误表中描述的问题 XOSC8 (或类似问题)是否会影响我们的设计?
    3. 对于7.3MHz 晶体、您有什么 ESR、负载电容和分流电阻器可供选择、有什么建议吗? (到目前为止、所有文档都重点介绍了如何将32kHz 晶体用于 LFXT1)

     

     

     

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    尊敬的 Peter:

    让我在下面尽可能地回答您的问题。

    [引用 userid="511793" URL"~/support/microcontroller /msp-lower-power-microcontroller -group/msp430/f/msp-lower-microcontroller -forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequency 振荡器-7-3728mhz-on"时钟上 xin-XOUT_is 不振荡"我们的硬件或软件是否可以识别我们的设计中的任何问题?]

    您的布局对我来说还行:负载电容值看起来合适、xtal 物理上靠近 MCU、布线具有一些接地屏蔽。

    假设您的软件不会立即进入 LPM4、看起来不错:启用了高频率驱动、绕过了内部电容器。  

    [~引脚 userid="511793" URL"/support/microcontroller /msp-lower-power-microcontroller -group/msp430/f/MSP-lower-power-microcontroller -forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequital-oscillator-7-3728mhz-on/xin-XOUT-不是振荡器问题](可能会影响勘误表中描述的类似问题)或影响我们的类似问题[或振荡器](英文)

    遗憾的是、我认为此勘误表可能适用于您、因为您的 xtal ESR = 150 Ω、低于勘误表中所述的40kOhm 最小值。

    [~用户名="511793" url="支持/微控制器/MSP-低功耗-微控制器组/msp430/f/MSP-低功耗-微控制器论坛/1108308/MSP430FG4618-high-frequency -振荡器-7-3728mhz-ON-xin-XOUT-不-振荡器"、建议您在晶体上选择7.3MHz 的负载电阻器和负载电容值?] (到目前为止、所有文档都重点介绍了如何为 LFXT1使用32kHz 晶体)

    XOSC8将确定您需要大于40kOhm 的 ESR。 负载电容值将根据 xtal 参数计算(您已正确完成)。 XOSC8附加信息指南指出、您可以添加一个分流电阻器来强制驱动器更困难地工作。 但是、我不确定这是否适用于您的应用、因为您选择的晶体的 ESR 低于40kOhm。 该指南还提到使用大值负载电容器有助于缓解此问题-再次不确定这是否可以解决您的问题。

    是否有原因不能使用 XT2来驱动 xtal? 只是想集思广益、想出一些选项。

    此致、

    Evan

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    您好 Evan、

    感谢您的及时响应。

    我们将尝试您建议的方法。

    关于您的问题:

    [~引脚 userid="416841" URL"/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequence-oscillator-7-3728mhz-on" XOUT-不是振荡器/4107050"

    是否有原因不能使用 XT2来驱动 xtal? 只是想集思广益、想出一些选项。

    [/报价]

    我们目前正在更新旧的硬件设计、以使用新器件、并在硬件和软件中添加一些附加功能。

    在我们的旧硬件设计(我们称之为 HW 1.0)中、我们只有一个晶振(7.3 MHz 晶振)连接到 XT2、用作 MCLK 和 SMCLK 的主时钟源。 XT1根本没有使用、因此 XT1的引脚根本没有连接。

    但是、我们的软件必须持续监控和清除 OFIFG 标志、直到时钟信号变得稳定:

    do
    {
        IFG1 &= ~OFIFG;
        for (i = 50000; i; i--);
    } while (IFG1 & OFIFG);

    当我们制作新硬件设计的第一个原型(我们称之为 HW 2.0)时、我们将7.3MHz 连接到 XT2、但我们的软件从未退出此循环、因为 OFIFG 始终保持活动状态。

    当时我们看到数据表在硬件1.0完成后进行了更新。  MSP430x4xx 系列用户指南的最新版本(修订版 l) 在第5.2.4节(PDF 文件中的第5-10页/ 296页)中说明:

    如果系统中只有一个晶体、则应将其连接到 LFXT1。 仅使用 XT2会使 LFOF 故障标志保持置位、从而使 OFIFG 永远不会被清零。

    这时、我们决定制作一个新版本的原型(我们称之为 HW 2.1)、我们在其中将7.3MHz 晶体连接到 XT1、并将 XT2保持未连接状态。

    我们以为我们的晶体在 XT2上无法工作、因为 XT1上没有晶体、但现在我想知道: 晶体不能在 XT2上工作的事实是否可能不是由 XT1为空引起的、而是由 XOSC8或类似的问题也在 XT2上引起的?

    此致、

    Jonan

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    你好、Jonan、

    感谢您提供背景信息、这有助于我了解您的情况。 根据您描述的内容、HW2.0具有与 HW1.0相同的 xtal 硬件和软件配置、对吗? 但使用 HW2.0时、xtal 不会启动。

    我将与我的团队合作。 我将在下周二之前联系我们。

    同时、您能否在来自 HW1.0和 HW2.0的 MSP430FG4618上共享 topcode 标记?

    此致、

    Evan

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    [引用 userid="416841" URL"~/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequence-oscillator-7-3728mhz-On-xin-XOUT-is-not -4108476/410g1.0"和您可以在 MSP430F4681.0[#topating]引脚上共享代码和标记[HW4108476/410G4618]

    硬件1.0:M430FG4618 9BC9NZT G1 G

    HW 2.0:MSP430TMFG4618 09AG5YW G TI G1

    HW 2.1:MSP430TMFG4618 06A2DPW 5 TI G1

    [引用 userid="416841" URL"~/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequence-oscillator-7-3728mhz-On-xin-XOUT-不是-tal 振荡器/4108476]1.0、硬件和硬件配置是否正确? 但是、对于 HW2.0、xtal 不会启动。[/quot]

    HW 1.0和 HW 2.0具有与 XTAL 相同的硬件和软件配置。

    HW 1.0中 、xtal 部件是一个旧的 xtal、因为 HW 1.0是很久以前制造的。 根据我们的 BOM、器件是 Jauch Q7.3728-JXG75P2-12-30/50-LF (我在 网上找到了一个可供参考的数据表、但我不确定这是否是用于原始设计的确切数据表)。 该晶体启动并产生一个正弦波、预期频率为7.37MHz、振幅介于0V 和2.8V 之间。(Vdd = 3.3V)我们已在 XT2IN 和 XT2OUT 处测量到这一点、但我们尚未测量 MCLK 或 ACLK。 在此设置中、我们激活了 OFIFG 标志、并使用上述 DO 中的代码来监视和清除该标志、以使时钟生成正常工作。

    对于 HW 2.0和2.1、我们必须找到一个电气特性与 HW 1.0相同的新(更现代)晶体。 在我们的 BOM 中、这是 Abraacon ABMM2 7、3728MHz 20ppm 18pF (数据表)。 我们已经看到了这种设置的不同行为。

    在 HW 2.0和 HW 2.1中、我们为 xtal 电路保持了与 HW 1.0相同的硬件设计(电容器等)。

    HW 2.0中、XTAL 连接到 XT2IN 和 XT2OUT。 XIN 被连接至 Vdd = 3.3V 并且 XOUT 未被连接。 在这个设置中、我们已经看到了 XTAL 启动和振荡、正如我在上面对 HW 1.0所描述的那样、但是由于 XT1OF = 1 DCOF = 1、OFIFG 标志一直保持激活状态。 因此、我们绝不会离开上面所示的 do while 环路。 在这个设置中、我们无法测量 MCLK 或 ACLK、但是我们假定由于 XT1OF = 1、OFIFG = 1、MCLK 不是 XT2、而是 DCO、因为 XT1不存在、 这意味着我们不会从 XTAL 中得到 MCLK = 7.3MHz。 此假设是否正确?

    在 HW 2.1中、XTAL 连接到 XIN XOUT。 XT2IN 和 XT2OUT 未连接。 在这个设置中、XTAL 不启动

    HW 1.0和 HW 2.0的软件是相同的、因为两者在 XT2上都有 xtal、但我们必须调整 HW 2.1的软件以在 XT1上配置 xtal。

    我们用于 HW 2.x 的微控制器是 采用 NFBGA-113封装的 MSP430FG4618IZCAT。

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    Jonan、

    感谢您提供所有这些信息、我对此表示赞赏。  

    不幸的是、我仍在内部工作、以便对此进行一些澄清、我还需要几天的时间。 我希望在星期四之前有最新消息。  

    谢谢、

    Evan

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    Jonan、

    快速更新和其他几个问题:

    • 我正在与我的团队合作、以便更好地了解 XOSC8。 有人讨论了它是不适用于 HF xtals、还是仅适用于 LF xtals。 我还没有答案。
    • 您能否说明 HW1.0投入生产以及何时开始测试 HW2.0和 HW2.1的时间表? 我很好奇,因为您报告的 HW1.0 (9BC9NZT )的顶部代码标记与2020年生产的代码标记相对应。 在更新用户指南后、建议不要将 XT2用作唯一的系统 xtal、因此我不认为它可能是 HW1.0和 HW2.0之间行为的根本原因。 如果您可以轻松且无损地从 HW1.0和 HW2.0系统中交换器件并报告行为、您是否可以?
    • 在 HW2.0上、您报告代码卡在 OFIFG 校验循环中。 但是、xtal 是否正确启动?

    我感谢您的耐心、我们正努力实现这一目标。

    此致、

    Evan

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    Jonan、

    我已向我的团队核实、勘误表 XOSC8不适用于 HF xtals、因此您应该能够将 LFXT1与 HX XAL 搭配使用。

    让我们返回到调试、为什么 HW2.1上的 xtal 不会启动。 我认为这是让您的设计运行的最佳途径。 我重新查看了您的布局、我有几条反馈:

    1. 尝试使 XIN 和 XOUT 布线对称。 这在 xtal 的4极设计中很难实现、但您希望布线具有类似的阻抗。  
    2. 目前、您有 XIN 负载电容和 XOUT 负载电容通过过孔连接到接地层。 为了获得最佳性能、将电容器接地连接到本地接地迹线、该接地迹线也连接到 xtal 接地。 然后使用过孔将此本地接地迹线连接到接地层。
    3. 与我之前说过的相反、XIN 和 XOUT 走线周围的接地覆铜实际上会增加寄生电容。 这是不可取的。 此外、您甚至可以考虑在下面的接地层上创建接地岛。  
    4. 您在 xtal 下方有一些走线、这是不可取的、因为它可能会将噪声耦合到振荡器线路中。 这可能与您的启动问题无关。

    您还可以尝试更改 HW2.1上的负载电容器、看看这是否会产生影响。  

    另外、请确认您正在清除 XCAP 寄存器字段、因为下面的行只是将寄存器中的0与0进行"或"运算、如果其中有一个值、则实际上不会将其清除。

    bit_set(FLL_CTL0, XCAP0PF);   // XIN Cap = XOUT Cap = 0pf
    
    
    

    希望这会有所帮助。

    此致、

    Evan

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    [引用 userid="416841" URL"~/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequence-oscillator-7-3728mhz-On-xin-XOUT-不振荡生产/14412.1'时、您何时可以在报价单和报价单142.1'451'中进行测试和测试?]

    中最终确定了 HW 1.0的设计  2008年。该器件自此投入生产。

    我们于2022年1月开始测试 HW 2.0、于2022年5月开始测试 HW 2.1。

    [引用 userid="416841" URL"~/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequence-oscillator-7-3728mhz-On-xin-XOUT-不会振荡/14745]如果您可以轻松地从系统中引用14411.0/144.5[#451.000]并按照行为方式交换系统、这样做吗?

    遗憾的是、我们无法交换 BGA 器件。

    [引用 userid="416841" URL"~μ C/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequence-oscillator-7-3728mhz-On-xin-XOUT-不振荡/OF1441G2.0"您可以在环中查看代码1474154g 报告。 但是、xtal 是否正确启动?

    是的、在 HW 2.0中、晶体(连接到 XT2IN 和 XT2OUT)正确启动、但代码卡在 OFIFG 校验环路中。

    我们可以在 XT2IN 和 XT2OUT 上测量7.37MHz 的正弦波。

    在 HW 2.1中、晶体(连接到 XIN 和 XOUT)不启动。

    当我们在 XOUT 处测量时、有时会得到一个电压约为1.6V 的直流信号或一些古怪的振荡信号(请注意峰值1.2V - 1.9V)、

    其他时候、我们会得到几毫伏级的纹波噪声(请注意峰值0.2V - 0.7V)。

    当我们测量 MCLK 时、我们得到一个方波、但频率可变、振幅介于-0.02V 和+0.02V 之间

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    您好 Evan、

    感谢您对布局的所有建议。 我们将尝试这些方法并告知您。

    [引用 userid="459581" URL"~μ C/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequence-oscillator-7-3728mhz-On-xin-X554-is-not -41W/241"、但已正确连接至 TRF1641/241/2/TXOUT 代码、但已在晶体回路中启动、但已正确连接至 TRF1641/241/241代码[引用 TXIN]。

    正如我们已经确定的那样、HW 2.0仍然停留在 OFIFG 校验循环中。

    在过去、我们询问 了有关 XT2中晶振的这个问题、在这里我们发现 OFIFG = 1、但其他标志(XT2OF、XT1OF、LFOF、DOCF)都是0。

    您是否能够澄清这是什么意思?  到目前为止、我们的理解一直是、仅当设置了其他标志之一时、OFIFG 才会被置位。 当所有其它标志为零时、OFIFG 如何被置位?

    提前感谢。

    此致、

    Jonan

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    Jonan、

    XT2型号(HW2.0)和 LFXT1 (HW2.1)型号之间的布局有多不同?  

    [引用 userid="459581" URL"~μ C/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequence-oscillator-7-3728mhz-on" OFxin-X569-is-not -41G"、前提是我们始终设置了其他的振荡标志、因此无法理解这些标志。 当所有其他标志都为零时、如何设置 OFIFG?[/QUERP]

    我本来也希望其中一个 xxOF 位也被置位。 这是在 HW2.0还是 HW2.1上发生的? 如果在 HW2.0上观察到此行为、则可能与以下方面相关:

    此致、

    Evan

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    您好 Evan、

    我根据您的建议更改了设计。 您能否检查您是否看到与 xtal 有关的任何问题? 谢谢

    斜面:

    XIN 的长度为6.348mm、XOUT 的长度为6.403mm

    内层2 (蓝色)、5 (绿色)和 BottomLayer (黄色):

    内层3 (DGND 和 AGND 接地层):

    内层4 +3.3V 和+5V 平面:

    此致

    Peter

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    Peter、

    布局看起来要好得多。 您仍有一条在 xtal 和 MSP430之间路由的迹线(AGND)。 我会将该迹线及其连接到其他位置的组件放置在这里。 这还有助于使 XIN/XOUT 布线更对称。  

    此外、您的 xtal 接地似乎会返回到非常接近5V 电源平面的接地层。 我 不认为这应该是一个问题、但如果由于某种原因、5V 平面上存在大量噪声、这可能会成为一个问题。

    此致、

    Evan

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    谢谢 Evan、

    我再次按如下方式更改了设计:

    内层3:

    Innerlayer4:

    我将 µF 的 D2上的 C306 (10 μ F)去耦 VREF+和 E4上的 VREF-稍微向下移动:

    希望这能实现它。 我会随时通知您。 我预计大约一个月内会有新的 PCB。

    谢谢。

    此致

    Peter

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    [~引脚 userid="416841" URL"/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/1108308/MSP430FG4618-high-frequence-oscillator-7-3728mhz-on" XOUT-不是-振荡器/1704182]
    到目前为止、我们的理解一直是、仅当设置了其他标志之一时、OFIFG 才会被置位。 当所有其它标志为零时、OFIFG 如何被置位?

    我本来也希望其中一个 xxOF 位也被置位。 这是在 HW2.0还是 HW2.1上发生的? 如果在 HW2.0上观察到此行为、则可能与以下方面相关:

    [/报价]

    这是 HW2.0发生的、因此它可能与系统中缺少 LFXT1有关。

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    Peter、

    您能否将顶层与 xtal 布线共享?

    Evan

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    您好 Evan、

    顶层如下:

    XIN 的长度为6.2895mm

    XOUT 的长度为6、2835mm

    Peter

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    谢谢 Peter。  

    我想确认 AGND 布线确实没有 xtal 布线:确实如此。  

    我认为这看起来很好。

    此致、

    Evan