【吐槽】Arduino_m2560_r3 的陶振精度真心差
【背景】最近把玩 CH375 模块，希望能用硬件访问 USB 底层稳定些，结果发现低速小容量的 AVR 很吃力。
随即换了块 m2560 的板子（Arduino_m2560_r3，CH340G改版），准备带一带看效果如何。
【发现】
资源分配的时候看了看原理图，发现 M2560 使用了形状略微诡异的晶振，如下所示。
#1. Arduino_m2560_r3 主板：
#2. 晶振特写，左侧黄圈为 CH340G 用 12M 晶振，右侧红圈为 M2560 用 16M 晶振：
#3. 原理图
#4. 走线图
好奇害死猫，我就这么很好奇为什么都是抄，还非要用两个版本的晶振？莫非这小晶振有很高精度？
按着原理图百度 CSTCE16M0V53-R0 了，结果是个 ceramic oscillator（陶振），而且只有 0.5% 精度！
×了狗了，这么好的主板（M2560不算低配），居然用 0.5% 的陶振！随便市场上买买的晶振都是 ppm 级别吧。
这么说还真得谢谢那些给 CH340 留了假贴片晶振的，至少精度不至于这么差。
【测试】
怀着忐忑的心情上了示波器，啥都别说了，AVR将死，Arduino补了几刀。
以下测试AVR使用外部晶振，Full-Swing-Crystal-Oscillator 熔丝配置。
#5. M2560 串口 200kbps,8n1 发送一字节：0x1E. 帧长度从 50us 拉伸至 50.44us：
#6. M2560 晶振位置直接测量，手动划了两个周期. 测频从 8M 掉到了 7.89M：
#7. CH340G 晶振位置直接测量，手动划了两个周期 6M 较为准确：
#8. M2560 晶振位置自动测频，平均值不说啥了（标称16M）：
#9. CH340G 晶振位置自动测频，平均值真对得起 12.000：
【结论】
还能说啥，Arduino 从意呆利原版的，到国产山寨的，几乎清一色的用了陶振。
不光是 m2560 这个板子，用的最多的 Arduino_UNO 貌似也是这个陶振。
计时 0.5% 理论最好精度。实际上 1% 都是抬举。
从这个角度，所有用 Arduino 做时间基准的都是扯淡（频率计、软万年历、放音机）。
真心佩服做出来 3D 打印机的弟兄们，想来定位用了光栅，才不至于把基准放在这个陶振上。
感觉就是个态度，从设计到山寨，都只是一味的重复，连对产品最基本的务实情怀都没有。
可能意呆利设计师家亲戚是卖陶振的，然后就用这个了，然后就满世界抄，其实真心不咋地.....
如果说为啥有了 STM32 还在玩 AVR，无非就是情怀，就像电子管版本的HIFI。
这次 Arduino 补刀真是实在，想用 m2560 调试都不敢了，还是乖乖拿 f103 玩吧。
或者陶振有什么更好的作用，不知哪位大神能给科普下，晚生先谢过了.....
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我没有 Arduino 社区的账号，就在这里发发吐槽吧，也算是给大家提个醒。
哈，楼主认真，因为生态圈里全是。玩软件。硬件基本靠抄呀。 arduino重在开源分享
另外平台的一致性也做的挺好的,一句代码不改,程序就可以跑在N个板上也是不容易的. stm32也可以做成arduino用啊 这个晶振也用过，精度较差。 楼主分析的很好，我这几天才买了 2560 板子。{:sweat:} 关Arduino毛线事啊，都是抄板人搞的。原版也是这？
另外测频率还是要频率计好点吧？ 我喜欢陶瓷振荡器，抗冲击比石英晶体强好多倍。我一直想找精度稍好些8m频率的 陶震便宜啊,村田搞出来的吧. wxws_wxws 发表于 2016-11-16 04:14
哈，楼主认真，因为生态圈里全是。玩软件。硬件基本靠抄呀。
硬件的确不好搞，自主的晶片还是少 apple_eat 发表于 2016-11-16 09:25
arduino重在开源分享
另外平台的一致性也做的挺好的,一句代码不改,程序就可以跑在N个板上也是不容易的. ...
的确，C++封装了以后，可以很快上手，
底层就交给编译器和 BSP 包搞定 donglaile 发表于 2016-11-16 13:39
stm32也可以做成arduino用啊
的确见过 stm32 版本的 arduino，不过不知道后续的官方支持如何了。
本来买 avr 版本的 arduino 就是当系统板玩玩，长久还是慢慢 arm StephenCui 发表于 2016-11-16 14:23
这个晶振也用过，精度较差。
首次遇见，不过既然有这么的东西，就有存在的道理，比如便宜、抗造之类。
只是这里实在看不出有何道理：
1. Arduino_m2560_r3 原版当中，MEGA16U2 就用了晶体版本的 16M 晶振，没道理因为成本、抗冲击在一块板上用两种晶振（连主频都一样）
2. m2560 的板子明显有很大的空间，理应也不存在放不下节省空间的问题
3. 比起 m2560 和 m16u2，这个晶振的成本不见得高到哪里去
分析来分析去，想不通除了“多试试不同晶振，看效果如何”之类的尝试 slotg 发表于 2016-11-16 17:02
楼主分析的很好，我这几天才买了 2560 板子。
用用吧，记得 1% 的精度就好，串口 10bit 还是不会丢数的，我200kbps连续传大包（>100KB）也没啥事
只是不能搞时间基准了 只想问下有没有相同封装的晶振可以自己换上 fsclub 发表于 2016-11-16 17:12
关Arduino毛线事啊，都是抄板人搞的。原版也是这？
另外测频率还是要频率计好点吧？ ...
感谢大家来捧场啊！
的确我看了原版的设计，两个16M的晶振（一个给 m16u2，一个给 m2560）居然真的是两个版本，一个是陶振。
m16u2 的那个是标准的晶振，m2560 的是陶振，真心感觉有些不妥。
抄板的的确也是瞎整，要是能统一下晶振该多好，结果都是用了原版的陶振。
我在满 TB 就看着一家店的 Arduino_m2560 用了晶振版本的振荡器，不过 USB-B 口被改成 micro 了
频率计啊，手头就暂时摆着台示波器，就拿我板子上 12M 的晶振作基准了，和示波器互相比照下基准。
只是结果实在是有些惊讶，陶振居然在 10bit 的异步包中，就看到了明显的误差。
HZKJ 发表于 2016-11-16 21:57
我喜欢陶瓷振荡器，抗冲击比石英晶体强好多倍。我一直想找精度稍好些8m频率的 ...
都是各有牺牲吧。
时间基准的话还是晶体的吧，之前做一个脉冲时序测试，板载时间基准就是带温度补偿的有源晶振，约 10ppm 的样子；
陶振之前没咋用过，应该是介于晶振和 RC 之间的折中方案，即有精度又有强度；
RC 就是最没 <节操> 的，专用于没啥要求只要会动...... wajlh 发表于 2016-11-16 23:27
陶震便宜啊,村田搞出来的吧.
好像还真是的，这个 16M 陶振我搜了下，貌似源头都是日本的 panjun10 发表于 2016-11-17 00:37
只想问下有没有相同封装的晶振可以自己换上
焊盘小到要用吹的，完全没有外露的裸铜，无限伤心中..... 原版的晶振是村田原装的吧，这个本身陶瓷晶振的精度就不如石英晶振，加上你买的是仿照的版本，差点是理所当然的 这个陶瓷晶振比普通的石英晶振还贵的，使用这个晶振导致精度差跟avr没有半毛钱关系，淘宝上很多用了石英晶振的 陶振相比晶振还有一个很大的区别：启动时间。
做低功耗经常要启停外部时钟的，用陶振可以大大减少唤醒时间，估计原版设计看重的是这个。 nongxiaoming 发表于 2016-11-17 01:47
原版的晶振是村田原装的吧，这个本身陶瓷晶振的精度就不如石英晶振，加上你买的是仿照的版本，差点是理所当 ...
总之一抄就彻底变味了 ljy99731 发表于 2016-11-17 08:21
这个陶瓷晶振比普通的石英晶振还贵的，使用这个晶振导致精度差跟avr没有半毛钱关系，淘宝上很多用了石英晶 ...
m8、m328版的arduino倒还能找到石英晶振版本的，m2560就清一色全是陶振了，想换都没有 t3486784401 发表于 2016-11-17 09:09
总之一抄就彻底变味了
超简单，用DS3231RTC模块就OK了，做频率计超好。 gzhuli 发表于 2016-11-17 08:48
陶振相比晶振还有一个很大的区别：启动时间。
做低功耗经常要启停外部时钟的，用陶振可以大大减少唤醒时间 ...
原来如此，受教了。
不过这板子强行给使用有些牵强，毕竟运放、m16u2都有使用，而且后者还是石英版的，只能说象征性的评估了陶振的作用 t3486784401 发表于 2016-11-17 09:11
m8、m328版的arduino倒还能找到石英晶振版本的，m2560就清一色全是陶振了，想换都没有 ...
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c.w4002-767892258.9.Bqs95P&id=17972104174 ljy99731 发表于 2016-11-17 09:15
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c.w4002-767892258.9.Bqs95P&id=17972104174
这个好，看来还要细找找
有没ch340版本双石英的呢？win8玩着不容易 andy 发表于 2016-11-17 09:14
超简单，用DS3231RTC模块就OK了，做频率计超好。
真的要外挂时间基准的话，估计有源晶振也不错。只是板子本可以避免这么多一步的 t3486784401 发表于 2016-11-17 09:15
原来如此，受教了。
不过这板子强行给使用有些牵强，毕竟运放、m16u2都有使用，而且后者还是石英版的， ...
因为USB的时钟精度要求陶振满足不了。
Arduino本来就是电子积木和快速评估用的，真要做产品都会重新画原理图做PCB，有啥牵不牵强的。 陶振早在汽车上用了，抗环境的能力强，精度不咋地 gzhuli 发表于 2016-11-18 11:20
因为USB的时钟精度要求陶振满足不了。
Arduino本来就是电子积木和快速评估用的，真要做产品都会重新画原 ...
总之存在就有道理，想定制就得自己动手咯 本帖最后由 t3486784401 于 2016-11-21 18:32 编辑
web110 发表于 2016-11-18 23:23
陶振早在汽车上用了，抗环境的能力强，精度不咋地
原来如此，看样子还是有它的好处的
我记得红外遥控器大多用 455K 的陶振，不过这个可能更多是考虑成本
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