MICROCHIP AN2648 Selección y prueba de osciladores de cristal de 32.768 kHz para microcontroladores AVR

Introducción

Autores: Torbjørn Kjørlaug y Amund Aune, Microchip Technology Inc.
Esta nota de aplicación resume los conceptos básicos del cristal, las consideraciones sobre el diseño de PCB y cómo probar un cristal en su aplicación. Una guía de selección de cristales muestra los cristales recomendados probados por expertos y encontrados adecuados para varios módulos de osciladores en diferentes familias de Microchip AVR®. Se incluyen firmware de prueba e informes de prueba de varios proveedores de cristales.

Características

• Conceptos básicos del oscilador de cristal
• Consideraciones de diseño de PCB
• Prueba de la robustez del cristal
• Firmware de prueba incluido
• Guía de recomendación de Crystal

Conceptos básicos del oscilador de cristal

Introducción

Un oscilador de cristal utiliza la resonancia mecánica de un material piezoeléctrico en vibración para generar una señal de reloj muy estable. La frecuencia se usa generalmente para proporcionar una señal de reloj estable o realizar un seguimiento del tiempo; por lo tanto, los osciladores de cristal se usan ampliamente en aplicaciones de radiofrecuencia (RF) y circuitos digitales sensibles al tiempo.
Los cristales están disponibles de varios proveedores en diferentes formas y tamaños y pueden variar ampliamente en rendimiento y especificaciones. Comprender los parámetros y el circuito del oscilador es esencial para una aplicación sólida y estable frente a las variaciones de temperatura, humedad, fuente de alimentación y proceso.
Todos los objetos físicos tienen una frecuencia natural de vibración, donde la frecuencia de vibración está determinada por su forma, tamaño, elasticidad y velocidad del sonido en el material. El material piezoeléctrico se distorsiona cuando se aplica un campo eléctrico y genera un campo eléctrico cuando vuelve a su forma original. El material piezoeléctrico más común utilizado
en los circuitos electrónicos es un cristal de cuarzo, pero también se utilizan resonadores cerámicos, generalmente en aplicaciones de bajo costo o menos críticas en el tiempo. Los cristales de 32.768 kHz generalmente se cortan en forma de diapasón. Con cristales de cuarzo se pueden establecer frecuencias muy precisas.

Figura 1-1. Forma de un cristal de diapasón de 32.768 kHz

El oscilador

Los criterios de estabilidad de Barkhausen son dos condiciones que se utilizan para determinar cuándo oscilará un circuito electrónico. Afirman que si A es la ganancia de la ampelemento de equilibrio en el circuito electrónico y β(jω) es la función de transferencia de la ruta de retroalimentación, las oscilaciones de estado estacionario se mantendrán solo en frecuencias para las cuales:

• La ganancia del bucle es igual a la unidad en magnitud absoluta, |βA| = 1
• El cambio de fase alrededor del bucle es cero o un múltiplo entero de 2π, es decir, ∠βA = 2πn para n ∈ 0, 1, 2, 3…

El primer criterio asegurará una constante ampseñal de latitud. Un número menor que 1 atenuará la señal y un número mayor que 1 amplifica la señal hasta el infinito. El segundo criterio asegurará una frecuencia estable. Para otros valores de cambio de fase, la salida de onda sinusoidal se cancelará debido al bucle de retroalimentación.

Figura 1-2. Bucle de retroalimentación

El oscilador de 32.768 kHz en los microcontroladores Microchip AVR se muestra en la Figura 1-3 y consta de un inversor
amplificador (interno) y un cristal (externo). Los capacitores (CL1 y CL2) representan capacitancia parásita interna. Algunos dispositivos AVR también tienen condensadores de carga internos seleccionables, que pueden usarse para reducir la necesidad de condensadores de carga externos, según el cristal utilizado.
la inversión amplifier da un cambio de fase de π radianes (180 grados). El cambio de fase de π radianes restante lo proporciona el cristal y la carga capacitiva a 32.768 kHz, lo que provoca un cambio de fase total de 2π radianes. Durante la puesta en marcha, el ampLa salida del amplificador aumentará hasta que se establezca una oscilación de estado estacionario con una ganancia de bucle de 1, lo que hará que se cumplan los criterios de Barkhausen. Esto es controlado automáticamente por el circuito oscilador del microcontrolador AVR.

Figura 1-3. Circuito de oscilador de cristal Pierce en dispositivos AVR® (simplificado)

Modelo eléctrico

El circuito eléctrico equivalente de un cristal se muestra en la figura 1-4. La red RLC en serie se llama brazo de movimiento y da una descripción eléctrica del comportamiento mecánico del cristal, donde C1 representa la elasticidad del cuarzo, L1 representa la masa vibratoria y R1 representa las pérdidas debidas a dampEn g. C0 se denomina derivación o capacitancia estática y es la suma de la capacitancia parásita eléctrica debida a la carcasa de cristal y los electrodos. si un
El medidor de capacitancia se usa para medir la capacitancia del cristal, solo se medirá C0 (C1 no tendrá efecto).

Figura 1-4. Circuito equivalente del oscilador de cristal

Usando la transformada de Laplace, se pueden encontrar dos frecuencias resonantes en esta red. La serie resonante
frecuencia, fs, depende solo de C1 y L1. La frecuencia paralela o antirresonante, fp, también incluye C0. Consulte la Figura 1-5 para ver las características de reactancia frente a frecuencia.

Ecuación 1-1. Frecuencia de resonancia de la serie

Ecuación 1-2. Frecuencia de resonancia paralela

Figura 1-5. Características de la reactancia de cristal

Los cristales por debajo de 30 MHz pueden operar a cualquier frecuencia entre las frecuencias resonantes en serie y en paralelo, lo que significa que son de operación inductiva. Los cristales de alta frecuencia por encima de 30 MHz generalmente funcionan en la frecuencia resonante en serie o frecuencias armónicas, que ocurren en múltiplos de la frecuencia fundamental. Agregar una carga capacitiva, CL, al cristal provocará un cambio en la frecuencia dada por la Ecuación 1-3. La frecuencia del cristal se puede sintonizar variando la capacitancia de la carga, y esto se denomina extracción de frecuencia.

Ecuación 1-3. Frecuencia de resonancia paralela desplazada

Resistencia en serie equivalente (ESR)

La resistencia en serie equivalente (ESR) es una representación eléctrica de las pérdidas mecánicas del cristal. en la serie
frecuencia de resonancia, fs, es igual a R1 en el modelo eléctrico. La ESR es un parámetro importante y se puede encontrar en la hoja de datos del cristal. La ESR generalmente dependerá del tamaño físico del cristal, donde los cristales más pequeños
(especialmente los cristales SMD) suelen tener mayores pérdidas y valores de ESR que los cristales más grandes.
Los valores más altos de ESR ponen una carga más alta en la inversión amplificador Una ESR demasiado alta puede provocar un funcionamiento inestable del oscilador. En tales casos, no se puede lograr la ganancia unitaria y es posible que no se cumpla el criterio de Barkhausen.

Factor Q y Estabilidad

La estabilidad de frecuencia del cristal viene dada por el factor Q. El factor Q es la relación entre la energía almacenada en el cristal y la suma de todas las pérdidas de energía. Por lo general, los cristales de cuarzo tienen Q en el rango de 10,000 100,000 a 100 XNUMX, en comparación con quizás XNUMX para un oscilador LC. Los resonadores cerámicos tienen un Q más bajo que los cristales de cuarzo y son más sensibles a los cambios en la carga capacitiva.

Ecuación 1-4. Factor QVarios factores pueden afectar la estabilidad de la frecuencia: estrés mecánico inducido por el montaje, estrés por choque o vibración, variaciones en el suministro de energía, impedancia de carga, temperatura, campos magnéticos y eléctricos y envejecimiento del cristal. Los proveedores de cristales suelen enumerar dichos parámetros en sus hojas de datos.

Tiempo de inicio

Durante el arranque, la inversión ampmás vivaz amplifica el ruido. El cristal actuará como un filtro de paso de banda y retroalimentará solo el componente de frecuencia de resonancia del cristal, que luego se amplificado Antes de lograr la oscilación de estado estacionario, la ganancia de bucle del cristal/inversor amplifier loop es mayor que 1 y la señal amplitud aumentará. En estado estable de oscilación, la ganancia de bucle cumplirá los criterios de Barkhausen con una ganancia de bucle de 1 y constante amplitud
Factores que afectan el tiempo de arranque:

• Los cristales de alta ESR comenzarán más lentamente que los cristales de baja ESR
• Los cristales con factor Q alto comenzarán más lentamente que los cristales con factor Q bajo
• La alta capacitancia de carga aumentará el tiempo de arranque
• Oscilador ampCapacidades de accionamiento del amplificador (consulte más detalles sobre la tolerancia del oscilador en la Sección 3.2, Prueba de resistencia negativa y factor de seguridad)

Además, la frecuencia del cristal afectará el tiempo de inicio (los cristales más rápidos comenzarán más rápido), pero este parámetro es fijo para los cristales de 32.768 kHz.

Figura 1-6. Puesta en marcha de un oscilador de cristal

Tolerancia de temperatura

Los cristales típicos del diapasón generalmente se cortan para centrar la frecuencia nominal a 25°C. Por encima y por debajo de 25 °C, la frecuencia disminuirá con una característica parabólica, como se muestra en la Figura 1-7. El cambio de frecuencia viene dado por
Ecuación 1-5, donde f0 es la frecuencia objetivo en T0 (típicamente 32.768 kHz a 25°C) y B es el coeficiente de temperatura dado por la hoja de datos del cristal (típicamente un número negativo).

Ecuación 1-5. Efecto de la variación de temperatura

Figura 1-7. Características típicas de temperatura frente a frecuencia de un cristal

Fuerza de conducción

La fuerza del circuito controlador de cristal determina las características de la salida de onda sinusoidal del oscilador de cristal. La onda sinusoidal es la entrada directa al pin de entrada del reloj digital del microcontrolador. Esta onda sinusoidal debe abarcar fácilmente el volumen mínimo y máximo de entrada.tage niveles del pin de entrada del controlador de cristal sin estar recortado, aplanado o distorsionado en los picos. Una onda sinusoidal demasiado baja amplitude muestra que la carga del circuito de cristal es demasiado pesada para el controlador, lo que lleva a una posible falla de oscilación o una lectura incorrecta de la entrada de frecuencia. Demasiado alto amplitude significa que la ganancia del bucle es demasiado alta y puede provocar que el cristal salte a un nivel armónico más alto o que se produzca un daño permanente en el cristal.
Determine las características de salida del cristal analizando el pin vol XTAL1/TOSC1tagmi. Tenga en cuenta que una sonda conectada al XTAL1/TOSC1 genera una capacitancia parásita adicional, que debe tenerse en cuenta.
La ganancia del bucle se ve afectada negativamente por la temperatura y positivamente por el volumen.tage (VDD). Eso significa que las características del variador deben medirse a la temperatura más alta y el VDD más bajo, y a la temperatura más baja y el VDD más alto en el que se especifica que funcione la aplicación.
Seleccione un cristal con menor ESR o carga capacitiva si la ganancia del bucle es demasiado baja. Si la ganancia del bucle es demasiado alta, se puede agregar una resistencia en serie, RS, al circuito para atenuar la señal de salida. La siguiente figura muestra un exampLe de un circuito de controlador de cristal simplificado con una resistencia en serie (RS) adicional en la salida del pin XTAL2/TOSC2.

Figura 1-8. Controlador de cristal con resistencia en serie agregada

Consideraciones de diseño y diseño de PCB

Incluso los circuitos de oscilador de mejor rendimiento y los cristales de alta calidad no funcionarán bien si no se considera cuidadosamente el diseño y los materiales utilizados durante el montaje. Los osciladores de potencia ultrabaja de 32.768 kHz generalmente se disipan significativamente por debajo de 1 μW, por lo que la corriente que fluye en el circuito es extremadamente pequeña. Además, la frecuencia del cristal depende en gran medida de la carga capacitiva.
Para garantizar la robustez del oscilador, se recomiendan estas pautas durante el diseño de PCB:

• Las líneas de señal de XTAL1/TOSC1 y XTAL2/TOSC2 al cristal deben ser lo más cortas posible para reducir la capacitancia parásita y aumentar la inmunidad al ruido y la diafonía. No utilice enchufes.
• Proteja el cristal y las líneas de señal rodeándolo con un plano de tierra y un anillo de protección
• No coloque líneas digitales, especialmente líneas de reloj, cerca de las líneas de cristal. Para placas PCB multicapa, evite enrutar señales por debajo de las líneas de cristal.
• Use PCB y materiales de soldadura de alta calidad
• El polvo y la humedad aumentarán la capacitancia parásita y reducirán el aislamiento de la señal, por lo que se recomienda una capa protectora

Prueba de robustez de oscilación de cristal

Introducción

El controlador del oscilador de cristal de 32.768 kHz del microcontrolador AVR está optimizado para un bajo consumo de energía y, por lo tanto,
la fuerza del controlador de cristal es limitada. Sobrecargar el controlador de cristal puede causar que el oscilador no arranque, o puede
ser afectado (detenido temporalmente, por ej.ample) debido a un pico de ruido o aumento de la carga capacitiva causado por la contaminación o la proximidad de una mano.
Tenga cuidado al seleccionar y probar el cristal para garantizar la robustez adecuada en su aplicación. Los dos parámetros más importantes del cristal son la resistencia en serie equivalente (ESR) y la capacidad de carga (CL).
Al medir cristales, el cristal debe colocarse lo más cerca posible de los pines del oscilador de 32.768 kHz para reducir la capacitancia parásita. En general, siempre recomendamos hacer la medición en su aplicación final. Un prototipo de PCB personalizado que contenga al menos el microcontrolador y el circuito de cristal también puede proporcionar resultados de prueba precisos. Para la prueba inicial del cristal, puede ser suficiente usar un kit de desarrollo o de inicio (p. ej., STK600).
No recomendamos conectar el cristal a los cabezales de salida XTAL/TOSC al final del STK600, como se muestra en la Figura 3-1, porque la ruta de la señal será muy sensible al ruido y, por lo tanto, agregará una carga capacitiva adicional. Sin embargo, soldar el cristal directamente a los cables dará buenos resultados. Para evitar una carga capacitiva adicional del zócalo y el enrutamiento en el STK600, recomendamos doblar los cables XTAL/TOSC hacia arriba, como se muestra en la Figura 3-2 y la Figura 3-3, para que no toquen el zócalo. Los cristales con conductores (montados en orificios) son más fáciles de manejar, pero también es posible soldar SMD directamente a los conductores XTAL/TOSC mediante el uso de extensiones de clavijas, como se muestra en la Figura 3-4. También es posible soldar cristales a paquetes con un paso de clavija angosto, como se muestra en la Figura 3-5, pero es un poco más complicado y requiere una mano firme.

Figura 3-1. Configuración de prueba STK600

Como una carga capacitiva tendrá un efecto significativo en el oscilador, no debe sondear el cristal directamente a menos que tenga un equipo de alta calidad diseñado para medir cristales. Las sondas de osciloscopio estándar 10X imponen una carga de 10-15 pF y, por lo tanto, tendrán un alto impacto en las mediciones. Tocar los pines de un cristal con un dedo o una sonda 10X puede ser suficiente para iniciar o detener oscilaciones o dar resultados falsos. El firmware para enviar la señal de reloj a un pin de E/S estándar se suministra junto con esta nota de aplicación. A diferencia de los pines de entrada XTAL/TOSC, los pines de E/S configurados como salidas con búfer se pueden probar con sondas de osciloscopio estándar 10X sin afectar las mediciones. Se pueden encontrar más detalles en la Sección 4, Prueba de firmware.

Figura 3-2. Cristal soldado directamente a conductores XTAL/TOSC doblados

Figura 3-3. Cristal Soldado en Zócalo STK600

Figura 3-4. Cristal SMD soldado directamente a MCU usando extensiones de pines

Figura 3-5. Cristal soldado a paquete TQFP de 100 pines con paso de pin angosto

Prueba de resistencia negativa y factor de seguridad

La prueba de resistencia negativa encuentra el margen entre el cristal ampcarga del elevador utilizada en su aplicación y la carga máxima. A carga máxima, el amplifier se ahogará y las oscilaciones se detendrán. Este punto se denomina tolerancia del oscilador (OA). Encuentre la asignación del oscilador agregando temporalmente una resistencia en serie variable entre el ampla salida del amplificador (XTAL2/TOSC2) y el cristal, como se muestra en la Figura 3-6. Aumente la resistencia en serie hasta que el cristal deje de oscilar. La tolerancia del oscilador será entonces la suma de esta resistencia en serie, RMAX y la ESR. Se recomienda utilizar un potenciómetro con un rango de al menos ESR < RPOT < 5 ESR.
Encontrar un valor RMAX correcto puede ser un poco complicado porque no existe un punto exacto de tolerancia del oscilador. Antes de que el oscilador se detenga, puede observar una reducción gradual de la frecuencia y también puede haber una histéresis de inicio y parada. Después de que el oscilador se detenga, deberá reducir el valor RMAX en 10-50 kΩ antes de que se reanuden las oscilaciones. Se debe realizar un ciclo de encendido cada vez que se aumenta la resistencia variable. RMAX será entonces el valor de la resistencia donde el oscilador no se inicia después de un ciclo de alimentación. Tenga en cuenta que los tiempos de puesta en marcha serán bastante largos en el punto de tolerancia del oscilador, así que tenga paciencia.
Ecuación 3-1. Asignación de oscilador
OA = RMAX + VSG

Figura 3-6. Medición de la tolerancia del oscilador/RMAX

Se recomienda utilizar un potenciómetro de alta calidad con baja capacitancia parásita (p. ej., un potenciómetro SMD adecuado para RF) para obtener los resultados más precisos. Sin embargo, si puede lograr una buena asignación de oscilador/RMAX con un potenciómetro económico, estará a salvo.
Al encontrar la resistencia en serie máxima, puede encontrar el factor de seguridad de la Ecuación 3-2. Varios proveedores de MCU y cristal operan con diferentes recomendaciones de factores de seguridad. El factor de seguridad agrega un margen para cualquier efecto negativo de las diferentes variables, como el oscilador ampganancia del transformador, cambio debido a la fuente de alimentación y variaciones de temperatura, variaciones del proceso y capacitancia de carga. El oscilador de 32.768 kHz ampEl regulador de los microcontroladores AVR tiene compensación de temperatura y potencia. Entonces, al tener estas variables más o menos constantes, podemos reducir los requisitos para el factor de seguridad en comparación con otros fabricantes de MCU/IC. Las recomendaciones del factor de seguridad se enumeran en la Tabla 3-1.

Ecuación 3-2. Factor de seguridad

Figura 3-7. Potenciómetro en serie entre el pin XTAL2/TOSC2 y el cristal

Figura 3-8. Prueba de tolerancia en el zócalo

Tabla 3-1. Recomendaciones de factores de seguridad

Factor de seguridad	Recomendación
>5	Excelente
4	Muy bien
3	Bien
<3	No recomendado

Medición de la capacidad de carga efectiva

La frecuencia del cristal depende de la carga capacitiva aplicada, como se muestra en la Ecuación 1-2. La aplicación de la carga capacitiva especificada en la hoja de datos del cristal proporcionará una frecuencia muy cercana a la frecuencia nominal de 32.768 kHz. Si se aplican otras cargas capacitivas, la frecuencia cambiará. La frecuencia aumentará si la carga capacitiva disminuye y disminuirá si la carga aumenta, como se muestra en la Figura 3-9.
La capacidad de atracción de frecuencia o ancho de banda, es decir, qué tan lejos de la frecuencia nominal se puede forzar la frecuencia resonante aplicando carga, depende del factor Q del resonador. El ancho de banda viene dado por la frecuencia nominal dividida por el factor Q, y para los cristales de cuarzo de alto Q, el ancho de banda utilizable es limitado. Si la frecuencia medida se desvía de la frecuencia nominal, el oscilador será menos robusto. Esto se debe a una mayor atenuación en el circuito de retroalimentación β(jω) que provocará una mayor carga del amplificador A para lograr una ganancia unitaria (vea la Figura 1-2).
Ecuación 3-3. Banda ancha

Una buena forma de medir la capacitancia de carga efectiva (la suma de la capacitancia de carga y la capacitancia parásita) es medir la frecuencia del oscilador y compararla con la frecuencia nominal de 32.768 kHz. Si la frecuencia medida está cerca de 32.768 kHz, la capacitancia de carga efectiva estará cerca de la especificación. Hágalo utilizando el firmware proporcionado con esta nota de aplicación y una sonda de alcance estándar 10X en la salida de reloj en un pin de E/S o, si está disponible, midiendo el cristal directamente con una sonda de alta impedancia diseñada para mediciones de cristal. Consulte la Sección 4, Prueba de firmware, para obtener más detalles.

Figura 3-9. Frecuencia frente a capacidad de carga

La ecuación 3-4 da la capacitancia de carga total sin capacitores externos. En la mayoría de los casos, se deben agregar capacitores externos (CEL1 y CEL2) para que coincidan con la carga capacitiva especificada en la hoja de datos del cristal. Si usa condensadores externos, la Ecuación 3-5 da la carga capacitiva total.

Ecuación 3-4. Carga capacitiva total sin capacitores externos
Ecuación 3-5. Carga capacitiva total con capacitores externos

Figura 3-10. Circuito de cristal con condensadores internos, parásitos y externos

Firmware de prueba

El firmware de prueba para enviar la señal del reloj a un puerto de E/S que se puede cargar con una sonda 10X estándar se incluye en el .zip file distribuido con esta nota de aplicación. No mida los electrodos de cristal directamente si no tiene sondas de muy alta impedancia diseñadas para tales mediciones.
Compile el código fuente y programe el .hex file en el dispositivo.
Aplique VCC dentro del rango operativo indicado en la hoja de datos, conecte el cristal entre XTAL1/TOSC1 y XTAL2/TOSC2 y mida la señal del reloj en el pin de salida.
El pin de salida difiere en los diferentes dispositivos. Los pines correctos se enumeran a continuación.

• ATmega128: la señal de reloj se envía a PB4 y su frecuencia se divide por 2. La frecuencia de salida esperada es de 16.384 kHz.
• ATmega328P: la señal de reloj se envía a PD6 y su frecuencia se divide por 2. La frecuencia de salida esperada es de 16.384 kHz.
• ATtiny817: la señal del reloj se envía a PB5 y su frecuencia no se divide. La frecuencia de salida esperada es de 32.768 kHz.
• ATtiny85: la señal de reloj se envía a PB1 y su frecuencia se divide por 2. La frecuencia de salida esperada es de 16.384 kHz.
• ATxmega128A1: la señal del reloj se envía a PC7 y su frecuencia no se divide. La frecuencia de salida esperada es de 32.768 kHz.
• ATxmega256A3B: la señal del reloj se envía a PC7 y su frecuencia no se divide. La frecuencia de salida esperada es de 32.768 kHz.
• PIC18F25Q10: la señal de reloj se envía a RA6 y su frecuencia se divide por 4. La frecuencia de salida esperada es de 8.192 kHz.

Importante:  El PIC18F25Q10 se utilizó como representante de un dispositivo de la serie AVR Dx al probar cristales. Utiliza el módulo oscilador OSC_LP_v10, que es el mismo que utiliza la serie AVR Dx.

Recomendaciones de cristal

La Tabla 5-2 muestra una selección de cristales que han sido probados y encontrados adecuados para varios microcontroladores AVR.

Importante:  Dado que muchos microcontroladores comparten módulos osciladores, los proveedores de cristal solo han probado una selección de productos de microcontroladores representativos. Ver el fileSe distribuye con la nota de aplicación para ver los informes de prueba de cristal originales. Consulte la sección 6. Módulo oscilador superadoview por un sobreview de qué producto de microcontrolador utiliza qué módulo de oscilador.

El uso de combinaciones crystal-MCU de la siguiente tabla garantizará una buena compatibilidad y es muy recomendable para usuarios con poca o limitada experiencia en crystal. Aunque las combinaciones de cristal-MCU son probadas por expertos en osciladores de cristal altamente experimentados de varios proveedores de cristales, aún recomendamos probar su diseño como se describe en la Sección 3, Prueba de la solidez de la oscilación de cristal, para asegurarse de que no se hayan introducido problemas durante el diseño, la soldadura , etc.
La Tabla 5-1 muestra una lista de los diferentes módulos osciladores. Sección 6, Módulo oscilador terminadoview, tiene una lista de dispositivos donde se incluyen estos módulos.

Tabla 5-1. Encimaview de osciladores en dispositivos AVR®

#	Módulo Oscilador	Descripción
1	X32K_2v7	Oscilador de 2.7-5.5 V utilizado en dispositivos megaAVR®(1)
2	X32K_1v8	Oscilador de 1.8-5.5 V utilizado en dispositivos megaAVR/tinyAVR®(1)
3	X32K_1v8_ULP	Oscilador de potencia ultrabaja de 1.8-3.6 V utilizado en dispositivos megaAVR/tinyAVR picoPower®
4	X32K_XMEGA (modo normal)	Oscilador de potencia ultrabaja de 1.6-3.6 V utilizado en dispositivos XMEGA®. Oscilador configurado en modo normal.
5	X32K_XMEGA (modo de bajo consumo)	Oscilador de potencia ultrabaja de 1.6-3.6 V utilizado en dispositivos XMEGA. Oscilador configurado en modo de bajo consumo.
6	X32K_XRTC32	Oscilador RTC de potencia ultrabaja de 1.6-3.6 V utilizado en dispositivos XMEGA con respaldo de batería
7	X32K_1v8_5v5_ULP	Oscilador de potencia ultrabaja de 1.8-5.5 V utilizado en dispositivos tinyAVR de las series 0, 1 y 2 y megaAVR de la serie 0
8	OSC_LP_v10 (modo normal)	Oscilador de potencia ultrabaja de 1.8-5.5 V utilizado en dispositivos de la serie AVR Dx. Oscilador configurado en modo normal.
9	OSC_LP_v10 (modo de bajo consumo)	Oscilador de potencia ultrabaja de 1.8-5.5 V utilizado en dispositivos de la serie AVR Dx. Oscilador configurado en modo de bajo consumo.

Nota

1. No se utiliza con megaAVR® 0-series o tinyAVR® 0-, 1- y 2-series.

Tabla 5-2. Cristales recomendados de 32.768 kHz

Proveedor	Tipo	Montar	Módulos osciladores Probado y Aprobado (Ver Tabla 5-1)	Tolerancia de frecuencia [±ppm]	Carga Capacidad [pF]	Resistencia en serie equivalente (VSG) [kΩ]
Microcristales	CC7V-T1A	SMD	1, 2, 3, 4, 5	20/100	7.0/9.0/12.5	50/70
Abracón	ABS06	SMD	2	20	12.5	90
Cardenal	CPFB	SMD	2, 3, 4, 5	20	12.5	50
Cardenal	CTF6	TH	2, 3, 4, 5	20	12.5	50
Cardenal	CTF8	TH	2, 3, 4, 5	20	12.5	50
Ciudadano Endrich	CFS206	TH	1, 2, 3, 4	20	12.5	35
Ciudadano Endrich	CM315	SMD	1, 2, 3, 4	20	12.5	70
Epson Tycom	MC-306	SMD	1, 2, 3	20/50	12.5	50
Zorro	FSXLF	SMD	2, 3, 4, 5	20	12.5	65
Zorro	FX135	SMD	2, 3, 4, 5	20	12.5	70
Zorro	FX122	SMD	2, 3, 4	20	12.5	90
Zorro	FSRLF	SMD	1, 2, 3, 4, 5	20	12.5	50
NDK	NX3215SA	SMD	1, 2, 3	20	12.5	80
NDK	NX1610SE	SMD	1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9	20	6	50
NDK	NX2012SE	SMD	1, 2, 4, 5, 6, 8, 9	20	6	50
Seiko Instruments	SSP-T7-FL	SMD	2, 3, 5	20	4.4/6/12.5	65
Seiko Instruments	SSP-T7-F	SMD	1, 2, 4, 6, 7, 8, 9	20	7/12.5	65
Seiko Instruments	SC-32S	SMD	1, 2, 4, 6, 7, 8, 9	20	7	70
Seiko Instruments	SC-32L	SMD	4	20	7	40
Seiko Instruments	SC-20S	SMD	1, 2, 4, 6, 7, 8, 9	20	7	70
Seiko Instruments	SC-12S	SMD	1, 2, 6, 7, 8, 9	20	7	90

Nota: 

1. Los cristales pueden estar disponibles con múltiples opciones de tolerancia de frecuencia y capacitancia de carga. Póngase en contacto con el proveedor de cristal para obtener más información.

Módulo oscilador terminadoview

Esta sección muestra una lista de los osciladores de 32.768 kHz incluidos en varios dispositivos megaAVR, tinyAVR, Dx y XMEGA® de Microchip.

Dispositivos megaAVR®

Tabla 6-1. Dispositivos megaAVR®

Dispositivo	Módulo Oscilador
ATmega1280	X32K_1v8
ATmega1281	X32K_1v8
ATmega1284P	X32K_1v8_ULP
ATmega128A	X32K_2v7
ATmega128	X32K_2v7
ATmega1608	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega1609	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega162	X32K_1v8
ATmega164A	X32K_1v8_ULP
ATmega164PA	X32K_1v8_ULP
ATmega164P	X32K_1v8_ULP
ATmega165A	X32K_1v8_ULP
ATmega165PA	X32K_1v8_ULP
ATmega165P	X32K_1v8_ULP
ATmega168A	X32K_1v8_ULP
ATmega168PA	X32K_1v8_ULP
ATmega168PB	X32K_1v8_ULP
ATmega168P	X32K_1v8_ULP
ATmega168	X32K_1v8
ATmega169A	X32K_1v8_ULP
ATmega169PA	X32K_1v8_ULP
ATmega169P	X32K_1v8_ULP
ATmega169	X32K_1v8
ATmega16A	X32K_2v7
ATmega16	X32K_2v7
ATmega2560	X32K_1v8
ATmega2561	X32K_1v8
ATmega3208	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega3209	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega324A	X32K_1v8_ULP
ATmega324PA	X32K_1v8_ULP
ATmega324PB	X32K_1v8_ULP
ATmega324P	X32K_1v8_ULP
ATmega3250A	X32K_1v8_ULP
ATmega3250PA	X32K_1v8_ULP
ATmega3250P	X32K_1v8_ULP
ATmega325A	X32K_1v8_ULP
ATmega325PA	X32K_1v8_ULP
ATmega325P	X32K_1v8_ULP
ATmega328PB	X32K_1v8_ULP
ATmega328P	X32K_1v8_ULP
ATmega328	X32K_1v8
ATmega3290A	X32K_1v8_ULP
ATmega3290PA	X32K_1v8_ULP
ATmega3290P	X32K_1v8_ULP
ATmega329A	X32K_1v8_ULP
ATmega329PA	X32K_1v8_ULP
ATmega329P	X32K_1v8_ULP
ATmega329	X32K_1v8
ATmega32A	X32K_2v7
ATmega32	X32K_2v7
ATmega406	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega4808	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega4809	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega48A	X32K_1v8_ULP
ATmega48PA	X32K_1v8_ULP
ATmega48PB	X32K_1v8_ULP
ATmega48P	X32K_1v8_ULP
ATmega48	X32K_1v8
ATmega640	X32K_1v8
ATmega644A	X32K_1v8_ULP
ATmega644PA	X32K_1v8_ULP
ATmega644P	X32K_1v8_ULP
ATmega6450A	X32K_1v8_ULP
ATmega6450P	X32K_1v8_ULP
ATmega645A	X32K_1v8_ULP
ATmega645P	X32K_1v8_ULP
ATmega6490A	X32K_1v8_ULP
ATmega6490P	X32K_1v8_ULP
ATmega6490	X32K_1v8_ULP
ATmega649A	X32K_1v8_ULP
ATmega649P	X32K_1v8_ULP
ATmega649	X32K_1v8
ATmega64A	X32K_2v7
ATmega64	X32K_2v7
ATmega808	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega809	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega88A	X32K_1v8_ULP
ATmega88PA	X32K_1v8_ULP
ATmega88PB	X32K_1v8_ULP
ATmega88P	X32K_1v8_ULP
ATmega88	X32K_1v8
ATmega8A	X32K_2v7
ATmega8	X32K_2v7

Dispositivos tinyAVR®

Tabla 6-2. Dispositivos tinyAVR®

Dispositivo	Módulo Oscilador
ATtiny1604	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1606	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1607	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1614	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1616	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1617	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1624	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1626	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1627	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny202	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny204	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny212	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny214	X32K_1v8_5v5_ULP
ATTINY2313A	X32K_1v8
ATTINY24A	X32K_1v8
ATtiny24	X32K_1v8
ATtiny25	X32K_1v8
ATTINY261A	X32K_1v8
ATtiny261	X32K_1v8
ATtiny3216	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny3217	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny3224	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny3226	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny3227	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny402	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny404	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny406	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny412	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny414	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny416	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny417	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny424	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny426	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny427	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny4313	X32K_1v8
ATTINY44A	X32K_1v8
ATtiny44	X32K_1v8
ATtiny45	X32K_1v8
ATTINY461A	X32K_1v8
ATtiny461	X32K_1v8
ATtiny804	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny806	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny807	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny814	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny816	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny817	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny824	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny826	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny827	X32K_1v8_5v5_ULP
ATTINY84A	X32K_1v8
ATtiny84	X32K_1v8
ATtiny85	X32K_1v8
ATTINY861A	X32K_1v8
ATtiny861	X32K_1v8

Dispositivos AVR® Dx

Tabla 6-3. Dispositivos AVR® Dx

Dispositivo	Módulo Oscilador
AVR128DA28	OSC_LP_v10
AVR128DA32	OSC_LP_v10
AVR128DA48	OSC_LP_v10
AVR128DA64	OSC_LP_v10
AVR32DA28	OSC_LP_v10
AVR32DA32	OSC_LP_v10
AVR32DA48	OSC_LP_v10
AVR64DA28	OSC_LP_v10
AVR64DA32	OSC_LP_v10
AVR64DA48	OSC_LP_v10
AVR64DA64	OSC_LP_v10
AVR128DB28	OSC_LP_v10
AVR128DB32	OSC_LP_v10
AVR128DB48	OSC_LP_v10
AVR128DB64	OSC_LP_v10
AVR32DB28	OSC_LP_v10
AVR32DB32	OSC_LP_v10
AVR32DB48	OSC_LP_v10
AVR64DB28	OSC_LP_v10
AVR64DB32	OSC_LP_v10
AVR64DB48	OSC_LP_v10
AVR64DB64	OSC_LP_v10
AVR128DD28	OSC_LP_v10
AVR128DD32	OSC_LP_v10
AVR128DD48	OSC_LP_v10
AVR128DD64	OSC_LP_v10
AVR32DD28	OSC_LP_v10
AVR32DD32	OSC_LP_v10
AVR32DD48	OSC_LP_v10
AVR64DD28	OSC_LP_v10
AVR64DD32	OSC_LP_v10
AVR64DD48	OSC_LP_v10
AVR64DD64	OSC_LP_v10

Dispositivos AVR® XMEGA®

Tabla 6-4. Dispositivos AVR® XMEGA®

Dispositivo	Módulo Oscilador
ATxmega128A1	X32K_XMEGA
ATxmega128A3	X32K_XMEGA
ATxmega128A4	X32K_XMEGA
ATxmega128B1	X32K_XMEGA
ATxmega128B3	X32K_XMEGA
ATxmega128D3	X32K_XMEGA
ATxmega128D4	X32K_XMEGA
ATxmega16A4	X32K_XMEGA
ATxmega16D4	X32K_XMEGA
ATxmega192A1	X32K_XMEGA
ATxmega192A3	X32K_XMEGA
ATxmega192D3	X32K_XMEGA
ATxmega256A3B	X32K_XRTC32
ATxmega256A1	X32K_XMEGA
ATxmega256D3	X32K_XMEGA
ATxmega32A4	X32K_XMEGA
ATxmega32D4	X32K_XMEGA
ATxmega64A1	X32K_XMEGA
ATxmega64A3	X32K_XMEGA
ATxmega64A4	X32K_XMEGA
ATxmega64B1	X32K_XMEGA
ATxmega64B3	X32K_XMEGA
ATxmega64D3	X32K_XMEGA
ATxmega64D4	X32K_XMEGA

Historial de revisiones

Doc. Rdo.	Fecha	Comentarios
D	05/2022	Se agregó la sección 1.8. Fuerza de conducción. Actualizada la sección 5. Recomendaciones de cristal con cristales nuevos.
C	09/2021	re generalview del texto de la nota de aplicación. Corregido Ecuación 1-5. Sección actualizada 5. Recomendaciones de cristal con nuevos dispositivos AVR y cristales.
B	09/2018	Corregido Tabla 5-1. Referencias cruzadas corregidas.
A	02/2018	Convertido a formato Microchip y reemplazado el documento Atmel número 8333. Se agregó soporte para las series tinyAVR 0 y 1.
8333E	03/2015	Se cambió la salida del reloj XMEGA de PD7 a PC7. Se agregó XMEGA B.
8333D	072011	Lista de recomendaciones actualizada.
8333C	02/2011	Lista de recomendaciones actualizada.
8333B	11/2010	Varias actualizaciones y correcciones.
8333A	08/2010	Revisión del documento inicial.

Información del microchip

el microchip Websitio

Microchip ofrece soporte en línea a través de nuestro websitio en www.microchip.com/. Este webEl sitio se utiliza para hacer files e información fácilmente accesibles para los clientes. Algunos de los contenidos disponibles incluyen:

• Soporte de productos: hojas de datos y erratas, notas de aplicación y sampprogramas, recursos de diseño, guías de usuario y documentos de soporte de hardware, últimas versiones de software y software archivado
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• Negocios de Microchip: selector de productos y guías de pedido, los últimos comunicados de prensa de Microchip, lista de seminarios y eventos, listas de oficinas de ventas, distribuidores y representantes de fábrica de Microchip

Servicio de Notificación de Cambio de Producto
El servicio de notificación de cambios de productos de Microchip ayuda a mantener a los clientes actualizados sobre los productos de Microchip. Los suscriptores recibirán una notificación por correo electrónico cada vez que haya cambios, actualizaciones, revisiones o erratas relacionadas con una familia de productos específica o una herramienta de desarrollo de interés.
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Atención al cliente
Los usuarios de productos Microchip pueden recibir asistencia a través de varios canales:

• Distribuidor o Representante
• Oficina de ventas local
• Ingeniero de soluciones integradas (ESE)
• Apoyo técnico

Los clientes deben comunicarse con su distribuidor, representante o ESE para obtener asistencia. También hay oficinas de ventas locales disponibles para ayudar a los clientes. En este documento se incluye una lista de oficinas de ventas y ubicaciones.
El soporte técnico está disponible a través de websitio en: www.microchip.com/support

Característica de protección de código de dispositivos de microchip
Tenga en cuenta los siguientes detalles de la función de protección de código en los productos Microchip:

• Los productos de Microchip cumplen con las especificaciones contenidas en su hoja de datos de Microchip particular.
• Microchip cree que su familia de productos es segura cuando se utiliza de la manera prevista, dentro de las especificaciones de funcionamiento y en condiciones normales.
• Microchip valora y protege agresivamente sus derechos de propiedad intelectual. Los intentos de infringir las funciones de protección del código del producto Microchip están estrictamente prohibidos y pueden violar la Ley de derechos de autor del milenio digital.
• Ni Microchip ni ningún otro fabricante de semiconductores puede garantizar la seguridad de su código. La protección del código no significa que garanticemos que el producto sea “irrompible”. La protección del código evoluciona constantemente. Microchip se compromete a mejorar continuamente las características de protección del código de nuestros productos.

Aviso legal
Esta publicación y la información contenida en este documento solo se pueden usar con productos de Microchip, incluso para diseñar, probar e integrar productos de Microchip con su aplicación. El uso de esta información de cualquier otra manera viola estos términos. La información sobre las aplicaciones del dispositivo se proporciona solo para su conveniencia y puede ser reemplazada por actualizaciones. Es su responsabilidad asegurarse de que su aplicación cumpla con sus especificaciones. Comuníquese con su oficina local de ventas de Microchip para obtener soporte adicional u obtenga soporte adicional en www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services.
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© 2022, Microchip Technology Incorporated y sus subsidiarias. Reservados todos los derechos.

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China – Chongqing
Teléfono: 86-23-8980-9588

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China – Cantón
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China – Hangzhou
Teléfono: 86-571-8792-8115

China-Hong Kong
RAE Tel: 852-2943-5100

China-Nanjing
Teléfono: 86-25-8473-2460

China-Qingdao
Teléfono: 86-532-8502-7355

China – Shanghái
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Teléfono: 86-24-2334-2829

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China-Xiamen
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China-Zhuhai
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India – Bangalore
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India – Nueva Delhi
Teléfono: 91-11-4160-8631

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Japón – Osaka
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Japón – Tokio
Teléfono: 81-3-6880-3770

Corea – Daegu
Teléfono: 82-53-744-4301

Corea – Seúl
Teléfono: 82-2-554-7200

Malasia - Kuala Lumpur
Teléfono: 60-3-7651-7906

Malasia - Penang
Teléfono: 60-4-227-8870

Filipinas – Manila
Teléfono: 63-2-634-9065

Singapur
Teléfono: 65-6334-8870

Taiwán – Hsin Chu
Teléfono: 886-3-577-8366

Taiwán – Kaohsiung
Teléfono: 886-7-213-7830

Taiwán - Taipei
Teléfono: 886-2-2508-8600

Tailandia – Bangkok
Teléfono: 66-2-694-1351

Vietnam–Ho Chi Minh
Teléfono: 84-28-5448-2100

Austria – Gales
Teléfono: 43-7242-2244-39
Teléfono: 43-7242-2244-393

Dinamarca – Copenhague
Teléfono: 45-4485-5910
Teléfono: 45-4485-2829

Finlandia – Espoo
Teléfono: 358-9-4520-820

Francia – París
Tel: 33-1-69-53-63-20
Fax: 33-1-69-30-90-79
Alemania – Garching
Teléfono: 49-8931-9700

Alemania – Haan
Teléfono: 49-2129-3766400

Alemania – Heilbronn
Teléfono: 49-7131-72400

Alemania – Karlsruhe
Teléfono: 49-721-625370

Alemania – Múnich
Tel: 49-89-627-144-0
Fax: 49-89-627-144-44

Alemania – Rosenheim
Teléfono: 49-8031-354-560

Israel – Raanana
Teléfono: 972-9-744-7705

Italia – Milán
Teléfono: 39-0331-742611
Teléfono: 39-0331-466781

Italia – Padua
Teléfono: 39-049-7625286

Países Bajos – Drunen
Teléfono: 31-416-690399
Teléfono: 31-416-690340

Noruega – Trondheim
Teléfono: 47-72884388

Polonia – Varsovia
Teléfono: 48-22-3325737

Rumania – Bucarest
Tel: 40-21-407-87-50

España - Madrid
Tel: 34-91-708-08-90
Fax: 34-91-708-08-91

Suecia – Gotemburgo
Tel: 46-31-704-60-40

Suecia – Estocolmo
Teléfono: 46-8-5090-4654

Reino Unido – Wokingham
Teléfono: 44-118-921-5800
Teléfono: 44-118-921-5820

Documentos / Recursos

MICROCHIP AN2648 Selección y prueba de osciladores de cristal de 32.768 kHz para microcontroladores AVR [pdf] Guía del usuario AN2648 Selección y prueba de osciladores de cristal de 32.768 kHz para microcontroladores AVR, AN2648, Selección y prueba de osciladores de cristal de 32.768 kHz para microcontroladores AVR, Osciladores de cristal para microcontroladores AVR

Referencias

• Manual de usuario