晶振在单片机中的作用

1、晶振在单片机中的作用简单地说，没有 晶振 ，就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法 执行程序代码，单片机就无法工作。单片机工作时，是一条一条地从RoM中取指令，然后一步一步地 执行。单片机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期，这是一 个时间基准。个机器周期包括 12 个时钟周期。如果一个单片机选 择了 12MHz晶振，它的时钟周期是1/12us，它的一个机器周期是 12X (1/12)us，也就是 1us。MCS51 单片机的所有指令中，有一些完成得比较快，只要一 个机器周期就行了，有一些完成得比较馒，得要 2个机器周期，还有 两条指令要 4 个机器周期才行。 为了衡量指令执行时间的长短，

2、又引 入一个新的概念： 指令周期。 所谓指令周期就是指执行一条指令的时 间。例如，当需要计算DJNZ指令完成所需要的时间时，首先必须要 知道晶振的频率，设所用晶振为12MHz则一个机器周期就是1us。 而DJNZ指令是双周期指令，所以执行一次要 2us。如果该指令需要机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义， 而且机器周期也是 单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了 12MHz晶 振，那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是 单片机的定时原理。每个单片机系统里都有晶振， 全程是叫晶体震荡器， 在单片机系 统里晶振的作用非常大， 他结合单片机内部的电路， 产生单片机

3、所必 须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的， 晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作， 以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率 绝对精度可达百万分之五十。 高级的精度更高。 有些晶振还可以由外 加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（ VCO）。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。 通常一个系统共用一个晶 振，便于各部分保持同步。 有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶 振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用， 以提供系统所需的时钟频率。

4、如果 不同子系统需要不同频率的时钟信号， 可以用与同一个晶振相连的不 同锁相环来提供。晶振一般采用如图1a的电容三端式（考毕兹）交流等效振荡电 路；实际的晶振交流等效电路如图1b,其中Cv是用来调节振荡频率， 一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现， 这也是压控作用的机 理；把晶体的等效电路代替晶体后如图 1c。其中Co, C1，L1, RR是 晶体的等效电路。ab長h晶振电跖及苴等效槽跖分析整个振荡槽路可知，利用 Cv来改变频率是有限的：决定振荡 频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C 1串联。可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化时对整个槽路电容的 作用

5、就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上，由于 C1 很小（1E-15量级），Co不能忽略（1E-12量级，几PF）。所以，Cv变 大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大， 非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压 （Cbe上的电压）却 越来越小，最后导致停振。采用泛音次数越高的晶振，其等效电容C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC （电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振 荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。用万用表测量晶体振荡器是否工作的方法： 测量两个引脚电压是否 是芯片工作电压的一半，比如工作电压是51单片机的+5V则是否是2. 5V左右。另外如果用镊子碰晶体另外一个脚，这个电压有明显变化， 证明是起振了的。晶振的类型有SM丙DIP型，即贴片和插脚型。先说DIP:常用尺寸有HC-49U/T, HC-49S UM-1, UM-5这些都是MHZ单位的。再说SMD有