MICROCHIP AN2648 Selecionando e testando osciladores de cristal de 32.768 kHz para microcontroladores AVR

Introdução

Autores: Torbjørn Kjørlaug e Amund Aune, Microchip Technology Inc.
Esta nota de aplicação resume os fundamentos do cristal, considerações de layout de PCB e como testar um cristal em sua aplicação. Um guia de seleção de cristal mostra cristais recomendados testados por especialistas e considerados adequados para vários módulos osciladores em diferentes famílias Microchip AVR®. Firmware de teste e relatórios de teste de vários fornecedores de cristal estão incluídos.

Características

• Noções básicas do oscilador de cristal
• Considerações de projeto de PCB
• Testando a robustez do cristal
• Firmware de teste incluído
• Guia de recomendação de cristal

Noções básicas do oscilador de cristal

Introdução

Um oscilador de cristal usa a ressonância mecânica de um material piezoelétrico vibrante para gerar um sinal de clock muito estável. A frequência é geralmente usada para fornecer um sinal de relógio estável ou controlar o tempo; portanto, os osciladores de cristal são amplamente usados ​​em aplicações de radiofrequência (RF) e circuitos digitais sensíveis ao tempo.
Os cristais estão disponíveis em vários fornecedores em diferentes formas e tamanhos e podem variar amplamente em desempenho e especificações. Compreender os parâmetros e o circuito do oscilador é essencial para uma aplicação robusta e estável sobre variações de temperatura, umidade, fonte de alimentação e processo.
Todos os objetos físicos têm uma frequência natural de vibração, onde a frequência de vibração é determinada por sua forma, tamanho, elasticidade e velocidade do som no material. O material piezoelétrico distorce quando um campo elétrico é aplicado e gera um campo elétrico quando retorna à sua forma original. O material piezoelétrico mais comum usado
em circuitos eletrônicos é um cristal de quartzo, mas ressonadores cerâmicos também são usados ​​– geralmente em aplicações de baixo custo ou menos críticas de tempo. Os cristais de 32.768 kHz são geralmente cortados na forma de um diapasão. Com cristais de quartzo, frequências muito precisas podem ser estabelecidas.

Figura 1-1. Forma de um cristal de diapasão de 32.768 kHz

O oscilador

Os critérios de estabilidade de Barkhausen são duas condições usadas para determinar quando um circuito eletrônico irá oscilar. Eles afirmam que se A é o ganho do ampelemento lificante no circuito eletrônico e β(jω) é a função de transferência do caminho de realimentação, as oscilações de estado estacionário serão sustentadas apenas em frequências para as quais:

• O ganho do loop é igual à unidade em magnitude absoluta, |βA| = 1
• A mudança de fase ao redor do loop é zero ou um múltiplo inteiro de 2π, ou seja, ∠βA = 2πn para n ∈ 0, 1, 2, 3…

O primeiro critério garantirá uma constante ampsinal de altitude. Um número menor que 1 irá atenuar o sinal, e um número maior que 1 irá amplifique o sinal ao infinito. O segundo critério garantirá uma frequência estável. Para outros valores de mudança de fase, a saída da onda senoidal será cancelada devido ao loop de realimentação.

Figura 1-2. Loop de feedback

O oscilador de 32.768 kHz nos microcontroladores Microchip AVR é ​​mostrado na Figura 1-3 e consiste em um inversor
amplificador (interno) e um cristal (externo). Os capacitores (CL1 e CL2) representam a capacitância parasita interna. Alguns dispositivos AVR também possuem capacitores de carga internos selecionáveis, que podem ser usados ​​para reduzir a necessidade de capacitores de carga externos, dependendo do cristal usado.
A inversão amplifier fornece uma mudança de fase de π radianos (180 graus). O deslocamento de fase π radiano restante é fornecido pelo cristal e a carga capacitiva em 32.768 kHz, causando um deslocamento de fase total de 2π radianos. Durante a inicialização, o ampA saída do amplificador aumentará até que a oscilação de estado estacionário seja estabelecida com um ganho de loop de 1, fazendo com que os critérios de Barkhausen sejam atendidos. Isso é controlado automaticamente pelo circuito oscilador do microcontrolador AVR.

Figura 1-3. Perfure o circuito do oscilador de cristal em dispositivos AVR® (simplificado)

Modelo Elétrico

O circuito elétrico equivalente de um cristal é mostrado na Figura 1-4. A rede série RLC é chamada de braço móvel e fornece uma descrição elétrica do comportamento mecânico do cristal, onde C1 representa a elasticidade do quartzo, L1 representa a massa vibratória e R1 representa as perdas devido a damping. C0 é chamado de shunt ou capacitância estática e é a soma da capacitância elétrica parasita devido ao invólucro de cristal e eletrodos. Se um
medidor de capacitância é usado para medir a capacitância do cristal, apenas C0 será medido (C1 não terá efeito).

Figura 1-4. Circuito Equivalente de Oscilador de Cristal

Usando a transformada de Laplace, duas frequências ressonantes podem ser encontradas nesta rede. A série ressonante
a frequência, fs, depende apenas de C1 e L1. A frequência paralela ou anti-ressonante, fp, também inclui C0. Veja a Figura 1-5 para as características de reatância versus frequência.

Equação 1-1. Frequência ressonante em série

Equação 1-2. Frequência Ressonante Paralela

Figura 1-5. Características de Reatância do Cristal

Os cristais abaixo de 30 MHz podem operar em qualquer frequência entre as frequências ressonantes em série e paralela, o que significa que eles são indutivos em operação. Cristais de alta frequência acima de 30 MHz são geralmente operados na frequência ressonante em série ou frequências harmônicas, que ocorrem em múltiplos da frequência fundamental. Adicionar uma carga capacitiva, CL, ao cristal causará uma mudança na frequência dada pela Equação 1-3. A frequência do cristal pode ser ajustada variando a capacitância de carga, e isso é chamado de extração de frequência.

Equação 1-3. Frequência Ressonante Paralela Deslocada

Resistência de série equivalente (ESR)

A resistência equivalente em série (ESR) é uma representação elétrica das perdas mecânicas do cristal. na série
frequência de ressonância, fs, é igual a R1 no modelo elétrico. O ESR é um parâmetro importante e pode ser encontrado na folha de dados do cristal. O ESR geralmente dependerá do tamanho físico do cristal, onde cristais menores
(especialmente cristais SMD) normalmente têm perdas e valores ESR mais altos do que cristais maiores.
Valores mais altos de ESR colocam uma carga maior na inversora ampliifier. ESR muito alto pode causar operação instável do oscilador. O ganho de unidade pode, em tais casos, não ser alcançado, e o critério de Barkhausen pode não ser cumprido.

Fator Q e Estabilidade

A estabilidade de frequência do cristal é dada pelo fator Q. O fator Q é a razão entre a energia armazenada no cristal e a soma de todas as perdas de energia. Normalmente, os cristais de quartzo têm Q na faixa de 10,000 a 100,000, em comparação com talvez 100 para um oscilador LC. Os ressonadores cerâmicos têm Q mais baixo do que os cristais de quartzo e são mais sensíveis a mudanças na carga capacitiva.

Equação 1-4. Fator QVários fatores podem afetar a estabilidade de frequência: estresse mecânico induzido por montagem, estresse por choque ou vibração, variações na fonte de alimentação, impedância de carga, temperatura, campos magnéticos e elétricos e envelhecimento do cristal. Os fornecedores de cristal geralmente listam esses parâmetros em suas planilhas de dados.

Hora de inicialização

Durante a partida, a inversora ampmais vivo ampelimina o ruído. O cristal atuará como um filtro passa-banda e realimentará apenas o componente de frequência de ressonância do cristal, que é então amplificado. Antes de atingir a oscilação de estado estacionário, o ganho de loop do cristal/inversor ampO loop do amplificador é maior que 1 e o sinal ampa solidão aumentará. Na oscilação de estado estacionário, o ganho de loop atenderá aos critérios de Barkhausen com um ganho de loop de 1 e constante ampsolidão.
Fatores que afetam o tempo de inicialização:

• Os cristais de ESR alto iniciarão mais lentamente do que os cristais de ESR baixo
• Os cristais de alto fator Q começarão mais lentamente do que os cristais de baixo fator Q
• Alta capacitância de carga aumentará o tempo de inicialização
• Oscilador ampcapacidades de acionamento do elevador (veja mais detalhes sobre tolerância do oscilador na Seção 3.2, Teste de Resistência Negativa e Fator de Segurança)

Além disso, a frequência do cristal afetará o tempo de inicialização (cristais mais rápidos iniciarão mais rápido), mas esse parâmetro é fixo para cristais de 32.768 kHz.

Figura 1-6. Inicialização de um oscilador de cristal

Tolerância à temperatura

Os cristais de diapasão típicos são geralmente cortados para centrar a frequência nominal em 25°C. Acima e abaixo de 25°C, a frequência diminuirá com uma característica parabólica, conforme mostrado na Figura 1-7. A mudança de frequência é dada por
Equação 1-5, onde f0 é a frequência alvo em T0 (normalmente 32.768 kHz a 25°C) e B é o coeficiente de temperatura fornecido pela folha de dados do cristal (normalmente um número negativo).

Equação 1-5. Efeito da variação de temperatura

Figura 1-7. Características Típicas de Temperatura vs. Frequência de um Cristal

força de direção

A força do circuito do driver de cristal determina as características da saída de onda senoidal do oscilador de cristal. A onda senoidal é a entrada direta no pino de entrada do relógio digital do microcontrolador. Esta onda senoidal deve abranger facilmente o volume mínimo e máximo de entradatage os níveis do pino de entrada do driver de cristal enquanto não são cortados, achatados ou distorcidos nos picos. Uma onda senoidal muito baixa amplitude mostra que a carga do circuito de cristal é muito pesada para o driver, levando a uma possível falha de oscilação ou entrada de frequência de leitura incorreta. Muito alto amplitude significa que o ganho do loop é muito alto e pode levar o cristal a pular para um nível harmônico mais alto ou danos permanentes ao cristal.
Determine as características de saída do cristal analisando o vol do pino XTAL1/TOSC1tage. Esteja ciente de que uma ponta de prova conectada ao XTAL1/TOSC1 leva a uma capacitância parasita adicionada, que deve ser considerada.
O ganho do loop é afetado negativamente pela temperatura e positivamente pelo voltage (VDD). Isso significa que as características do drive devem ser medidas na temperatura mais alta e no VDD mais baixo, e na temperatura mais baixa e no VDD mais alto em que o aplicativo está especificado para operar.
Selecione um cristal com menor ESR ou carga capacitiva se o ganho do loop for muito baixo. Se o ganho do loop for muito alto, um resistor em série, RS, pode ser adicionado ao circuito para atenuar o sinal de saída. A figura abaixo mostra um examparquivo de um circuito de driver de cristal simplificado com um resistor em série adicionado (RS) na saída do pino XTAL2/TOSC2.

Figura 1-8. Crystal Driver com resistor de série adicionado

Considerações de layout e design de PCB

Mesmo os circuitos osciladores de melhor desempenho e cristais de alta qualidade não terão um bom desempenho se não considerarem cuidadosamente o layout e os materiais usados ​​durante a montagem. Os osciladores de potência ultrabaixa de 32.768 kHz geralmente se dissipam significativamente abaixo de 1 μW, de modo que a corrente que flui no circuito é extremamente pequena. Além disso, a frequência do cristal é altamente dependente da carga capacitiva.
Para garantir a robustez do oscilador, estas diretrizes são recomendadas durante o layout do PCB:

• As linhas de sinal de XTAL1/TOSC1 e XTAL2/TOSC2 para o cristal devem ser o mais curtas possível para reduzir a capacitância parasita e aumentar a imunidade a ruído e diafonia. Não use tomadas.
• Proteja o cristal e as linhas de sinal envolvendo-o com um plano de aterramento e um anel de proteção
• Não encaminhe linhas digitais, especialmente linhas de relógio, próximas às linhas de cristal. Para placas PCB multicamadas, evite rotear sinais abaixo das linhas cristalinas.
• Use PCB de alta qualidade e materiais de solda
• Poeira e umidade aumentarão a capacitância parasita e reduzirão o isolamento do sinal, portanto, recomenda-se revestimento protetor

Testando a robustez da oscilação do cristal

Introdução

O driver do oscilador de cristal de 32.768 kHz do microcontrolador AVR é ​​otimizado para baixo consumo de energia e, portanto,
a força do driver de cristal é limitada. Sobrecarregar o driver de cristal pode fazer com que o oscilador não inicie ou pode
ser afetado (parado temporariamente, por example) devido a um pico de ruído ou aumento da carga capacitiva causada pela contaminação ou proximidade de uma mão.
Tome cuidado ao selecionar e testar o cristal para garantir a robustez adequada em sua aplicação. Os dois parâmetros mais importantes do cristal são a Resistência Equivalente em Série (ESR) e a Capacitância de Carga (CL).
Ao medir cristais, o cristal deve ser colocado o mais próximo possível dos pinos do oscilador de 32.768 kHz para reduzir a capacitância parasita. Em geral, sempre recomendamos fazer a medição em sua aplicação final. Um protótipo de PCB personalizado contendo pelo menos o microcontrolador e o circuito de cristal também pode fornecer resultados de teste precisos. Para o teste inicial do cristal, pode ser suficiente usar um kit inicial ou de desenvolvimento (por exemplo, STK600).
Não recomendamos conectar o cristal aos conectores de saída XTAL/TOSC no final do STK600, conforme mostrado na Figura 3-1, porque o caminho do sinal será muito sensível ao ruído e, portanto, adicionará carga capacitiva extra. Soldar o cristal diretamente nos terminais, no entanto, dará bons resultados. Para evitar carga capacitiva extra do soquete e do roteamento no STK600, recomendamos dobrar os cabos XTAL/TOSC para cima, conforme mostrado na Figura 3-2 e na Figura 3-3, para que não toquem no soquete. Cristais com terminais (furados) são mais fáceis de manusear, mas também é possível soldar SMD diretamente aos terminais XTAL/TOSC usando extensões de pinos, conforme mostrado na Figura 3-4. A soldagem de cristais em pacotes com passo de pino estreito também é possível, conforme mostrado na Figura 3-5, mas é um pouco mais complicado e requer uma mão firme.

Figura 3-1. Configuração de teste STK600

Como uma carga capacitiva terá um efeito significativo no oscilador, você não deve sondar o cristal diretamente, a menos que tenha um equipamento de alta qualidade destinado a medições de cristal. As pontas de prova padrão do osciloscópio 10X impõem uma carga de 10-15 pF e, portanto, terão um alto impacto nas medições. Tocar os pinos de um cristal com um dedo ou uma sonda de 10X pode ser suficiente para iniciar ou parar oscilações ou dar resultados falsos. O firmware para enviar o sinal de clock para um pino de E/S padrão é fornecido junto com esta nota de aplicação. Ao contrário dos pinos de entrada XTAL/TOSC, os pinos de E/S configurados como saídas com buffer podem ser testados com sondas padrão de osciloscópio 10X sem afetar as medições. Mais detalhes podem ser encontrados na Seção 4, Testar firmware.

Figura 3-2. Cristal Soldado Diretamente em Cabos XTAL/TOSC Curvados

Figura 3-3. Cristal Soldado no Soquete STK600

Figura 3-4. Cristal SMD soldado diretamente ao MCU usando extensões de pinos

Figura 3-5. Cristal soldado ao pacote TQFP de 100 pinos com passo de pino estreito

Teste de Resistência Negativa e Fator de Segurança

O teste de resistência negativa encontra a margem entre o cristal amplifier load usado em sua aplicação e a carga máxima. Na carga máxima, o ampO elevador vai engasgar e as oscilações vão parar. Este ponto é chamado de tolerância do oscilador (OA). Encontre a tolerância do oscilador adicionando temporariamente um resistor variável em série entre o ampterminal de saída do amplificador (XTAL2/TOSC2) e o cristal, conforme mostrado na Figura 3-6. Aumente o resistor em série até que o cristal pare de oscilar. A tolerância do oscilador será então a soma desta resistência em série, RMAX e ESR. Recomenda-se usar um potenciômetro com uma faixa de pelo menos ESR < RPOT < 5 ESR.
Encontrar um valor RMAX correto pode ser um pouco complicado porque não existe um ponto exato de tolerância do oscilador. Antes que o oscilador pare, você pode observar uma redução gradual da frequência e também pode haver uma histerese start-stop. Depois que o oscilador parar, você precisará reduzir o valor RMAX em 10-50 kΩ antes que as oscilações sejam retomadas. Um ciclo de energia deve ser executado sempre que o resistor variável for aumentado. RMAX será então o valor do resistor onde o oscilador não inicia após um ciclo de energia. Observe que os tempos de inicialização serão bastante longos no ponto de tolerância do oscilador, portanto, seja paciente.
Equação 3-1. Permissão do Oscilador
OA = RMAX + VHS

Figura 3-6. Medindo a Permissão do Oscilador/RMAX

Recomenda-se o uso de um potenciômetro de alta qualidade com baixa capacitância parasita (por exemplo, um potenciômetro SMD adequado para RF) para produzir os resultados mais precisos. No entanto, se você conseguir obter uma boa tolerância do oscilador/RMAX com um potenciômetro barato, estará seguro.
Ao encontrar a resistência máxima em série, você pode encontrar o fator de segurança da Equação 3-2. Vários fornecedores de MCU e cristais operam com diferentes recomendações de fator de segurança. O fator de segurança adiciona uma margem para quaisquer efeitos negativos das diferentes variáveis, como oscilador ampganho do amplificador, mudança devido à fonte de alimentação e variações de temperatura, variações de processo e capacitância de carga. O oscilador de 32.768 kHz ampO lifier nos microcontroladores AVR é ​​compensado por temperatura e energia. Portanto, tendo essas variáveis ​​mais ou menos constantes, podemos reduzir os requisitos do fator de segurança em comparação com outros fabricantes de MCU/IC. As recomendações do fator de segurança estão listadas na Tabela 3-1.

Equação 3-2. Factor de segurança

Figura 3-7. Potenciômetro em série entre o pino XTAL2/TOSC2 e o cristal

Figura 3-8. Teste de permissão no soquete

Tabela 3-1. Recomendações do fator de segurança

Factor de segurança	Recomendação
>5	Excelente
4	Muito bom
3	Bom
<3	Não recomendado

Medindo a Capacitância de Carga Efetiva

A frequência do cristal depende da carga capacitiva aplicada, conforme mostrado na Equação 1-2. A aplicação da carga capacitiva especificada na folha de dados do cristal fornecerá uma frequência muito próxima da frequência nominal de 32.768 kHz. Se outras cargas capacitivas forem aplicadas, a frequência mudará. A frequência aumentará se a carga capacitiva diminuir e diminuirá se a carga aumentar, conforme mostrado na Figura 3-9.
A capacidade de extração de frequência ou largura de banda, ou seja, quão longe da frequência nominal a frequência ressonante pode ser forçada pela aplicação de carga, depende do fator Q do ressonador. A largura de banda é dada pela frequência nominal dividida pelo fator Q e, para cristais de quartzo de alto Q, a largura de banda utilizável é limitada. Se a frequência medida se desviar da frequência nominal, o oscilador será menos robusto. Isso se deve a uma maior atenuação no loop de realimentação β(jω) que causará um carregamento maior do ampo modificador A para obter ganho unitário (consulte a Figura 1-2).
Equação 3-3. largura de banda

Uma boa maneira de medir a capacitância de carga efetiva (a soma da capacitância de carga e da capacitância parasita) é medir a frequência do oscilador e compará-la com a frequência nominal de 32.768 kHz. Se a frequência medida estiver próxima de 32.768 kHz, a capacitância de carga efetiva estará próxima da especificação. Faça isso usando o firmware fornecido com esta nota de aplicação e uma ponta de prova de osciloscópio padrão 10X na saída de clock em um pino de E/S ou, se disponível, medindo o cristal diretamente com uma ponta de prova de alta impedância destinada a medições de cristal. Consulte a Seção 4, Testar firmware, para obter mais detalhes.

Figura 3-9. Frequência vs. Capacitância de Carga

A equação 3-4 fornece a capacitância de carga total sem capacitores externos. Na maioria dos casos, capacitores externos (CEL1 e CEL2) devem ser adicionados para corresponder à carga capacitiva especificada na folha de dados do cristal. Se estiver usando capacitores externos, a Equação 3-5 fornece a carga capacitiva total.

Equação 3-4. Carga capacitiva total sem capacitores externos
Equação 3-5. Carga Capacitiva Total com Capacitores Externos

Figura 3-10. Circuito de cristal com capacitores internos, parasitas e externos

Firmware de teste

O firmware de teste para enviar o sinal de clock para uma porta de E/S que pode ser carregada com uma sonda 10X padrão está incluído no .zip file distribuído com esta nota de aplicação. Não meça os eletrodos de cristal diretamente se você não tiver sondas de impedância muito alta destinadas a tais medições.
Compile o código-fonte e programe o .hex file no dispositivo.
Aplique VCC dentro da faixa operacional listada na folha de dados, conecte o cristal entre XTAL1/TOSC1 e XTAL2/TOSC2 e meça o sinal de clock no pino de saída.
O pino de saída difere nos diferentes dispositivos. Os pinos corretos estão listados abaixo.

• ATmega128: O sinal de clock é emitido para PB4 e sua frequência é dividida por 2. A frequência de saída esperada é 16.384 kHz.
• ATmega328P: O sinal de clock é emitido para PD6 e sua frequência é dividida por 2. A frequência de saída esperada é 16.384 kHz.
• ATtiny817: O sinal de clock é emitido para PB5 e sua frequência não é dividida. A frequência de saída esperada é de 32.768 kHz.
• ATtiny85: O sinal de clock é enviado para PB1 e sua frequência é dividida por 2. A frequência de saída esperada é 16.384 kHz.
• ATxmega128A1: O sinal de clock é emitido para PC7 e sua frequência não é dividida. A frequência de saída esperada é de 32.768 kHz.
• ATxmega256A3B: O sinal de clock é emitido para PC7 e sua frequência não é dividida. A frequência de saída esperada é de 32.768 kHz.
• PIC18F25Q10: O sinal de clock é enviado para RA6, e sua frequência é dividida por 4. A frequência de saída esperada é 8.192 kHz.

Importante:  O PIC18F25Q10 foi usado como representante de um dispositivo da série AVR Dx ao testar cristais. Ele usa o módulo oscilador OSC_LP_v10, que é o mesmo usado pela série AVR Dx.

Recomendações de cristal

A Tabela 5-2 mostra uma seleção de cristais que foram testados e considerados adequados para vários microcontroladores AVR.

Importante:  Como muitos microcontroladores compartilham módulos osciladores, apenas uma seleção de produtos de microcontroladores representativos foi testada por fornecedores de cristal. Veja o files distribuído com a nota de aplicação para ver os relatórios de teste de cristal originais. Consulte a seção 6. Módulo oscilador sobreview por um fimview de qual produto microcontrolador usa qual módulo oscilador.

O uso de combinações de cristal-MCU da tabela abaixo garantirá boa compatibilidade e é altamente recomendado para usuários com pouca ou limitada experiência em cristal. Mesmo que as combinações cristal-MCU sejam testadas por especialistas altamente experientes em osciladores de cristal em vários fornecedores de cristal, ainda recomendamos testar seu projeto conforme descrito na Seção 3, Testando a robustez da oscilação do cristal, para garantir que nenhum problema tenha sido introduzido durante o layout, soldagem , etc
A Tabela 5-1 mostra uma lista dos diferentes módulos do oscilador. Seção 6, Módulo do Oscilador Overview, possui uma lista de dispositivos onde esses módulos estão incluídos.

Tabela 5-1. Sobreview de osciladores em dispositivos AVR®

#	Módulo oscilador	Descrição
1	X32K_2v7	Oscilador de 2.7-5.5V usado em dispositivos megaAVR®(1)
2	X32K_1v8	Oscilador de 1.8-5.5V usado em dispositivos megaAVR/tinyAVR®(1)
3	X32K_1v8_ULP	Oscilador de potência ultrabaixa de 1.8-3.6 V usado em dispositivos megaAVR/tinyAVR picoPower®
4	X32K_XMEGA (modo normal)	Oscilador de potência ultra baixa de 1.6-3.6 V usado em dispositivos XMEGA®. Oscilador configurado para o modo normal.
5	X32K_XMEGA (modo de baixo consumo de energia)	Oscilador de potência ultrabaixa de 1.6-3.6V usado em dispositivos XMEGA. Oscilador configurado para o modo de baixo consumo de energia.
6	X32K_XRTC32	Oscilador RTC de potência ultrabaixa de 1.6-3.6V usado em dispositivos XMEGA com backup de bateria
7	X32K_1v8_5v5_ULP	Oscilador de potência ultrabaixa de 1.8-5.5V usado em dispositivos tinyAVR série 0, 1 e 2 e megaAVR série 0
8	OSC_LP_v10 (modo normal)	Oscilador de potência ultra baixa de 1.8-5.5V usado em dispositivos da série AVR Dx. Oscilador configurado para o modo normal.
9	OSC_LP_v10 (modo de baixo consumo de energia)	Oscilador de potência ultrabaixa de 1.8-5.5V usado em dispositivos da série AVR Dx. Oscilador configurado para o modo de baixo consumo de energia.

Observação

1. Não usado com o megaAVR® 0-series ou tinyAVR® 0-, 1- e 2-series.

Tabela 5-2. Cristais recomendados de 32.768 kHz

Fornecedor	Tipo	Monte	Módulos osciladores Testado e Aprovado (Ver Tabela 5-1)	Tolerância de frequência [±ppm]	Carregar Capacitância [PF]	Resistência Série Equivalente (VHS) [kΩ]
Microcristal	CC7V-T1A	SMD	1, 2, 3, 4, 5	20/100	7.0/9.0/12.5	50/70
Abracon	ABS06	SMD	2	20	12.5	90
Cardeal	CPFB	SMD	2, 3, 4, 5	20	12.5	50
Cardeal	CTF6	TH	2, 3, 4, 5	20	12.5	50
Cardeal	CTF8	TH	2, 3, 4, 5	20	12.5	50
Cidadão Endrich	CFS206	TH	1, 2, 3, 4	20	12.5	35
Cidadão Endrich	CM315	SMD	1, 2, 3, 4	20	12.5	70
Epson Tyocom	MC-306	SMD	1, 2, 3	20/50	12.5	50
Raposa	FSXLF	SMD	2, 3, 4, 5	20	12.5	65
Raposa	FX135	SMD	2, 3, 4, 5	20	12.5	70
Raposa	FX122	SMD	2, 3, 4	20	12.5	90
Raposa	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
Instrumentos Seiko	SSP-T7-FL	SMD	2, 3, 5	20	4.4/6/12.5	65
Instrumentos Seiko	SSP-T7-F	SMD	1, 2, 4, 6, 7, 8, 9	20	7/12.5	65
Instrumentos Seiko	SC-32S	SMD	1, 2, 4, 6, 7, 8, 9	20	7	70
Instrumentos Seiko	SC-32L	SMD	4	20	7	40
Instrumentos Seiko	SC-20S	SMD	1, 2, 4, 6, 7, 8, 9	20	7	70
Instrumentos Seiko	SC-12S	SMD	1, 2, 6, 7, 8, 9	20	7	90

Observação: 

1. Os cristais podem estar disponíveis com várias opções de capacitância de carga e tolerância de frequência. Entre em contato com o fornecedor do cristal para obter mais informações.

Módulo do Oscilador Overview

Esta seção mostra uma lista de quais osciladores de 32.768 kHz estão incluídos em vários dispositivos Microchip megaAVR, tinyAVR, Dx e XMEGA®.

Dispositivos megaAVR®

Tabela 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®

Tabela 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

Tabela 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®

Tabela 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

Histórico de revisão

Doutor. Rev.	Data	Comentários
D	05/2022	Adicionado a seção 1.8. força de direção. A seção foi atualizada 5. Recomendações de cristais com novos cristais.
C	09/2021	Geral review do texto da nota de aplicação. Corrigido Equação 1-5. Seção atualizada 5. Recomendações de cristais com novos dispositivos AVR e cristais.
B	09/2018	Corrigido Tabela 5-1. Referências cruzadas corrigidas.
A	02/2018	Convertido para o formato Microchip e substituído pelo número do documento Atmel 8333. Adicionado suporte para as séries 0 e 1 do tinyAVR.
8333E	03/2015	Saída do relógio XMEGA alterada de PD7 para PC7. XMEGA B adicionado.
8333D	072011	Lista de recomendações atualizada.
8333C	02/2011	Lista de recomendações atualizada.
8333 a.C.	11/2010	Várias atualizações e correções.
8333A	08/2010	Revisão inicial do documento.

Informação do Microchip

O Microchip Website

A Microchip fornece suporte online através do nosso website em www.microchip.com/. este website é usado para fazer files e informações facilmente disponíveis para os clientes. Alguns dos conteúdos disponíveis incluem:

• Suporte ao produto – folhas de dados e errata, notas de aplicação e sampprogramas, recursos de design, guias do usuário e documentos de suporte de hardware, lançamentos de software mais recentes e software arquivado
• Suporte técnico geral – Perguntas frequentes (FAQs), solicitações de suporte técnico, grupos de discussão on-line, lista de membros do programa de parceiros de design da Microchip
• Business of Microchip – Seletor de produtos e guias de pedidos, últimos comunicados de imprensa da Microchip, lista de seminários e eventos, listas de escritórios de vendas da Microchip, distribuidores e representantes de fábrica

Serviço de notificação de alteração de produto
O serviço de notificação de alteração de produto da Microchip ajuda a manter os clientes atualizados sobre os produtos da Microchip. Os assinantes receberão notificação por e-mail sempre que houver alterações, atualizações, revisões ou erratas relacionadas a uma família de produtos específica ou ferramenta de desenvolvimento de interesse.
Para se registrar, acesse www.microchip.com/pcn e siga as instruções de registro.

Suporte ao cliente
Os usuários de produtos Microchip podem receber assistência por meio de vários canais:

• Distribuidor ou Representante
• Escritório de vendas local
• Engenheiro de Soluções Incorporadas (ESE)
• Suporte Técnico

Os clientes devem entrar em contato com seu distribuidor, representante ou ESE para obter suporte. Escritórios de vendas locais também estão disponíveis para ajudar os clientes. Uma lista de escritórios de vendas e locais está incluída neste documento.
O suporte técnico está disponível através do website em: www.microchip.com/support

Recurso de proteção de código de dispositivos de microchip
Observe os seguintes detalhes do recurso de proteção de código em produtos Microchip:

• Os produtos Microchip atendem às especificações contidas em sua Ficha de Dados Microchip específica.
• A Microchip acredita que sua família de produtos é segura quando usada da maneira pretendida, dentro das especificações operacionais e sob condições normais.
• A Microchip valoriza e protege agressivamente seus direitos de propriedade intelectual. Tentativas de violar os recursos de proteção de código do produto Microchip são estritamente proibidas e podem violar a Lei de Direitos Autorais do Milênio Digital.
• Nem a Microchip nem nenhum outro fabricante de semicondutores pode garantir a segurança de seu código. Proteção de código não significa que estamos garantindo que o produto seja "inquebrável". A proteção de código está em constante evolução. A Microchip está comprometida em melhorar continuamente os recursos de proteção de código de nossos produtos.

Aviso Legal
Esta publicação e as informações aqui contidas podem ser usadas apenas com produtos Microchip, inclusive para projetar, testar e integrar produtos Microchip com seu aplicativo. O uso dessas informações de qualquer outra maneira viola estes termos. As informações sobre os aplicativos do dispositivo são fornecidas apenas para sua conveniência e podem ser substituídas por atualizações. É sua responsabilidade garantir que sua aplicação atenda às suas especificações. Entre em contato com o escritório de vendas local da Microchip para obter suporte adicional ou obtenha suporte adicional em www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services.
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Los Angeles
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Telefone: 919-844-7510

Nova Iorque, NY
Telefone: 631-435-6000

São José, CA
Telefone: 408-735-9110
Telefone: 408-436-4270

Canadá – Toronto
Telefone: 905-695-1980
Fax: 905-695-2078

Austrália – Sydney
Telefone: 61-2-9868-6733

China – Pequim
Telefone: 86-10-8569-7000

China-Chengdu
Telefone: 86-28-8665-5511

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

China – Dongguan
Telefone: 86-769-8702-9880

China – Cantão
Telefone: 86-20-8755-8029

China – Hangzhou
Telefone: 86-571-8792-8115

China – Hong Kong
Telefone SAR: 852-2943-5100

China – Nanquim
Telefone: 86-25-8473-2460

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

China – Xangai
Telefone: 86-21-3326-8000

China-Shenyang
Telefone: 86-24-2334-2829

China – Shenzen
Telefone: 86-755-8864-2200

China – Suzhou
Telefone: 86-186-6233-1526

China-Wuhan
Telefone: 86-27-5980-5300

China –Xian
Telefone: 86-29-8833-7252

China – Xiamen
Telefone: 86-592-2388138

China-Zhuhai
Telefone: 86-756-3210040

Índia – Bangalore
Telefone: 91-80-3090-4444

Índia – Nova Deli
Telefone: 91-11-4160-8631

Índia - Pune
Telefone: 91-20-4121-0141

Japão – Osaka
Telefone: 81-6-6152-7160

Japão – Tóquio
Telefone: 81-3-6880-3770

Coreia – Daegu
Telefone: 82-53-744-4301

Coreia – Seul
Telefone: 82-2-554-7200

Malásia – Kuala Lumpur
Telefone: 60-3-7651-7906

Malásia – Penang
Telefone: 60-4-227-8870

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

Cingapura
Telefone: 65-6334-8870

Taiwan-Hsin Chu
Telefone: 886-3-577-8366

Taiwan – Kaohsiung
Telefone: 886-7-213-7830

Taiwan – Taipé
Telefone: 886-2-2508-8600

Tailândia – Bangkok
Telefone: 66-2-694-1351

Vietnã – Ho Chi Minh
Telefone: 84-28-5448-2100

Áustria – Wels
Telefone: 43-7242-2244-39
Fax: 43-7242-2244-393

Dinamarca – Copenhague
Telefone: 45-4485-5910
Fax: 45-4485-2829

Finlândia – Espoo
Telefone: 358-9-4520-820

França – Paris
Tel: 33-1-69-53-63-20
Fax: 33-1-69-30-90-79
Alemanha – Garching
Telefone: 49-8931-9700

Alemanha – Han
Telefone: 49-2129-3766400

Alemanha – Heilbronn
Telefone: 49-7131-72400

Alemanha – Karlsruhe
Telefone: 49-721-625370

Alemanha – Munique
Tel: 49-89-627-144-0
Fax: 49-89-627-144-44

Alemanha – Rosenheim
Telefone: 49-8031-354-560

Israel – Ra'anana
Telefone: 972-9-744-7705

Itália – Milão
Telefone: 39-0331-742611
Fax: 39-0331-466781

Itália – Pádua
Telefone: 39-049-7625286

Holanda – Drunen
Telefone: 31-416-690399
Fax: 31-416-690340

Noruega – Trondheim
Telefone: 47-72884388

Polônia – Varsóvia
Telefone: 48-22-3325737

Romênia – Bucareste
Tel: 40-21-407-87-50

Espanha – Madri
Tel: 34-91-708-08-90
Fax: 34-91-708-08-91

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

Suécia – Estocolmo
Telefone: 46-8-5090-4654

Reino Unido – Wokingham
Telefone: 44-118-921-5800
Fax: 44-118-921-5820

Documentos / Recursos

MICROCHIP AN2648 Selecionando e testando osciladores de cristal de 32.768 kHz para microcontroladores AVR [pdf] Guia do Usuário AN2648 Selecionando e testando osciladores de cristal de 32.768 kHz para microcontroladores AVR, AN2648, selecionando e testando osciladores de cristal de 32.768 kHz para microcontroladores AVR, osciladores de cristal para microcontroladores AVR

Referências

• Manual do usuário