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單片機晶振的作用是什么

時(shí)間:2019-12-27 15:54:02來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 作者: 點(diǎn)擊:次
單片機晶振的作用是什么
在初學(xué)單片機的時(shí)候，總是伴隨很多有關(guān)于晶振的問(wèn)題，其實(shí)晶振就是如同人的心臟，是血液的脈搏，把單片機的晶振問(wèn)題搞明白了，51單片機的其他問(wèn)題

單片機晶振的作用是什么


在初學(xué)單片機的時(shí)候，總是伴隨很多有關(guān)于晶振的問(wèn)題，其實(shí)晶振就是如同人的心臟，是血液的脈搏，把單片機的晶振問(wèn)題搞明白了，51單片機的其他問(wèn)題迎刃而解……

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單片機晶振的作用是什么,什么是晶振

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(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線(xiàn)做成。

晶振，全稱(chēng)是石英晶體振蕩器，是一種高精度和高穩定度的振蕩器。通過(guò)一定的外接電路來(lái)，可以生成頻率和峰值穩定的正弦波。而單片機在運行的時(shí)候，需要一個(gè)脈沖信號，做為自己執行指令的觸發(fā)信號，可以簡(jiǎn)單的想象為：?jiǎn)纹瑱C收到一個(gè)脈沖，就執行一次或多次指令。

對于單片機來(lái)說(shuō)晶振是很重要的，可以說(shuō)是沒(méi)有晶振就沒(méi)有時(shí)鐘周期，沒(méi)有時(shí)鐘周期就無(wú)法執行程序代碼，那樣的話(huà)單片機就無(wú)法工作。

晶振與單片機周期  

單片機工作時(shí)，是一條一條地從RoM中取指令，然后一步一步地執行。單片機訪(fǎng)問(wèn)一次存儲器的時(shí)間，稱(chēng)之為一個(gè)機器周期，這是一個(gè)時(shí)間基準。—個(gè)機器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期。如果一個(gè)單片機選擇了12MHZ晶振，它的時(shí)鐘周期是1/12us，也是一個(gè)晶振周期。它的一個(gè)機器周期是12×(1/12)us，也就是1us。 

機器周期不僅對于指令執行有著(zhù)重要的意義，而且機器周期也是單片機定時(shí)器和計數器的時(shí)間基準。例如一個(gè)單片機選擇了12MHZ晶振，那么當定時(shí)器的數值加1時(shí)，實(shí)際經(jīng)過(guò)的時(shí)間就是1us，這就是單片機的定時(shí)原理。

單片機晶振的作用是什么

單片機晶振的作用是為系統提供基本的時(shí)鐘信號。通常一個(gè)系統共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調整頻率的方法保持同步。

晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統需要不同頻率的時(shí)鐘信號，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。

在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬(wàn)分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率，稱(chēng)為壓控振蕩器(VCO)。晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩定，精確的單頻振蕩。

指令周期  

指令周期是執行一條指令所需要的時(shí)間，一般由若干個(gè)機器周期組成。指令不同，所需的機器周期數也不同。對于一些簡(jiǎn)單的的單字節指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即譯碼執行，不再需要其它的機器周期。對于一些比較復雜的指令，例如轉移指令、乘法指令，則需要兩個(gè)或者兩個(gè)以上的機器周期。通常含一個(gè)

機器周期的指令稱(chēng)為單周期指令，包含兩個(gè)機器周期的指令稱(chēng)為雙周期指令。簡(jiǎn)單地說(shuō)，沒(méi)有晶振，就沒(méi)有時(shí)鐘周期，沒(méi)有時(shí)鐘周期，就無(wú)法執行程序代碼，單片機就無(wú)法工作。

機器周期不僅對于指令執打有著(zhù)重要的意義，而且機器周期也是單片機定時(shí)器和計數器的時(shí)間基準。例如一個(gè)單片機選擇了12兆赫茲晶振，那么當定時(shí)器的數值加1時(shí)，實(shí)際經(jīng)過(guò)的時(shí)間就是1us，這就是單片機的定時(shí)原理。

晶振是給單片機提供工作信號脈沖的。這個(gè)脈沖就是單片機的工作速度。比如12兆晶振。單片機工作速度就是每秒12兆。單片機內部也有晶振。接外部晶振可以或得更穩定的頻率.

另外，在此提一句：晶振與晶體是不一樣的。

晶振與晶體的區別

1) 晶振是有源晶振的簡(jiǎn)稱(chēng)，又叫振蕩器。英文名稱(chēng)是oscillator。晶體則是無(wú)源晶振的簡(jiǎn)稱(chēng)，也叫諧振器。英文名稱(chēng)是crystal.

2) 無(wú)源晶振(晶體)一般是直插兩個(gè)腳的無(wú)極性元件，需要借助時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號。常見(jiàn)的有49U、49S封裝。

3) 有源晶振(晶振)一般是表貼四個(gè)腳的封裝，內部有時(shí)鐘電路，只需供電便可產(chǎn)生振蕩信號。一般分7050、5032、3225、2520幾種封裝形式。

在進(jìn)行單片機設計的時(shí)候，選擇合適的晶振也是很重要的。器件選型時(shí)一般都要留出一些余量，以保證產(chǎn)品的可靠性。選用較高檔的器件可以進(jìn)一步降低失效概率，帶來(lái)潛在的效益，這一點(diǎn)在比較產(chǎn)品價(jià)格的時(shí)候也要考慮到。要使振蕩器的“整體性能”趨于平衡、合理，這就需要權衡諸如穩定度、工作溫度范圍、晶體老化效應、相位噪聲、成本等多方面因素，這里的成本不僅僅包含器件的價(jià)格，而且包含產(chǎn)品全壽命的使用成本。

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