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    單片機中為何要用晶振?

    來源:晶振   發布時間:2017-06-22   點擊量:1021


    單片機中為何要用晶振?簡單地說,沒有晶振,就沒有時鐘周期,沒有時鐘周期,就無法執行程序代碼,單片機就無法工作。

    晶振


    單片機工作時,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?!獋€機器周期包括12個時鐘周期。如果一個單片機選擇了12MHz晶振,它的時鐘周期是1/12us,它的一個機器周期是12×(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,只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一條指令的時間。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。
    機器周期不僅對于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,那么當定時器的數值加1時,實際經過的時間就是1us,這就是單片機的定時原理
    振是晶體振蕩器的簡稱,在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡,電工學上這個網絡有兩個諧振點,以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯諧振,較高的頻率是并聯諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近,在這個極窄的頻率范圍內,晶振等效為一個電感,所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路。這個并聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數變化很大,這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。
    晶振有一個重要的參數,那就是負載電容值,選擇與負載電容值相等的并聯電容,就可以得到晶振標稱的諧振頻率。
    一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器(注意是放大器不是反相器)的兩端接入晶振,再有兩個電容分別接到晶振的兩端,每個電容的另一端再接到地,這兩個電容串聯的容量值就應該等于負載電容,請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略。
    一般單片機中的晶振的負載電容為22p或33p ,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個22p的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。
    這是一個可測量10KHz--100KHz晶振的測試電路(電路如圖),BG1和所接阻容元件構成多頻振蕩器,經由C3,D1,D2進行檢波后可在LED上得到下正上

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