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如何快速了解晶振?

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如何快速了解晶振?

2020-02-20

什麽是晶振?

晶振一般叫做晶體諧振器,是一種機電器件,是用電損耗很小的石英晶體經精密切割磨削並鍍上電極焊上引線做成。

對於單片機來說晶振是很重要的,可以說是沒有晶振就沒有時鍾周期,沒有時鍾周期就無法執行程序代碼,那樣的話單片機就無法工作。接下來跟隨小編詳細的了解一下單片機晶振的電路原理及作用。


單片機晶振的必要性

單片機工作時,是一條一條地從ROM中取指令,然後一步一步地執行。單片機訪問一次存儲器的時間,稱之為一個機器周期,這是一個時間基準。一個機器周期包括12個時鍾周期。如果一個單片機選擇了12MHZ晶振,它的時鍾周期是1/12us,它的一個機器周期是12x(1/12)us,也就是1US。

MCS-51單片機的所有指令中,有一些完成得比較快,隻要一個機器周期就行了,有一些完成得比較饅,得要2個機器周期,還有兩條指令要4個機器周期才行。為了衡量指令執行時間的長短,又引|入一個新的概念:指令周期。所謂指令周期就是指執行條指令的時間。例如,當需要計算DJNZ指令完成所需要的時間時,首先必須要知道晶振的頻率,設所用晶振為12MHZ,則一個機器周期就是1US。而DJNZ指令是雙周期指令,所以執行一次要2US。如果該指令需要執行500次,正好1000us,也就是1ms。

機器周期不僅對於指令執打有著重要的意義,而且機器周期也是單片機定時器和計數器的時間基準。例如一個單片機選擇了12MHZ晶振,那麽當定時器的數值加1時,實際經過的時間就是1us,這就是單片機的定時原理。


單片機晶振常見問題


1、PIC單片機振蕩電路中如何選擇晶體?

對於一個高可靠性的係統設計,晶體的選擇非常重要,尤其設計帶有睡眠喚醒,往往用低電壓以求低功耗的係統,這是因為低供電電壓使提供給晶體的激勵功率減少,造成晶體起振很慢或根本就不能起振,這一現象在上電複位時並不特別明顯,原因時上電時電路有足夠的擾動,很容易建立振蕩,在睡眠喚醒時,電路的擾動要比上電時小得多,起振變得很不容易,在振蕩回路中,晶體既不能過激勵,容易振到高次諧波上,也不能欠激勵不容易起振,晶體的選擇至少必須考慮、諧振頻點、負載電容、激勵功率、溫度特性長期穩定性。


2、如何判斷電路中晶振是否被過分驅動?

電阻RS常用來防止晶振被過分驅動,過分驅動晶振會漸漸損耗減少晶振的接觸電鍍這將引起頻率的上升,可用一台示波器檢測,OSC,輸出腳,如果檢測一非常清晰的正弦波且正弦波的上限值和下限值都符合時鍾輸入需要,則晶振未被過分驅動,相反,如果正弦波形的波峰,波穀兩端被削平,而使波形成為方形,則晶振被過分驅動,這時就需要用電阻RS來防止晶振被過分驅動,判斷電阻RS值大小的最簡單的方法就是串聯一個5k或10k的微調電阻,從0開始慢慢調高,一直到正弦波不再被削平為止,通過此辦法就可以找到最接近的電阻RS值。


3、晶振電路中如何選擇電容?

(1)C1,C21,因為每一種晶振都有各自的特性,所以最好按製造廠商所提供的數值選擇外部元器件。

(2)在許可範圍內,C1,C2值越低越好,C值偏大雖有利於振蕩器的穩定,但將會增加起振時間。

(3)應使C2值大於C1值,這樣可使上電時,加快晶振起振。


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