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怎样辨别单片机的内部晶振与外部晶振 时间:【2018-03-21】 共阅【314】次 【打印】【返回

说起单片机,各位电子工程师接触得最多的就是单片机了,单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。

一、单片机晶振简单介绍
  单片机晶振是单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率的部件,单片机晶振提供的时钟频率越高,那么单片机运行速度就越快,单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
二、单片机晶振的原理
  单片机晶振一般采用三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路;实际的晶振交流等效电路中,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。其中Co,C1,L1,RR是晶体的等效电路。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。
       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C=Cbe,Cce,Cv三个串联后和Co并联再和C1串联。可以看出:C1越小,Co越大,Cv变化时对整个槽路的作用就越小。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。通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。采用泛音次数越高的晶振,其等效C1就越小;因此频率的变化范围也就越小。
        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。
三、单片机晶振的作用
  单片机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。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。
  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。

四、怎样辨别单片机的内部晶振与外部晶振
  单片机的外部晶振稳定,受温度,湿度等环境因素影响比内部振荡器小,精度比较高。而且当设计需要降低功耗时,比如说便携式仪表等,就需要外设晶振,因为内部振荡器不能根据需要停止,而外部晶振可以适时停止,从而进入休眠状态,降低功耗。
  而单片机的内部晶振一般不够准确,误差比较大。但是单片机的内部晶振和外部晶振的作用都是一样的,给系统提供时钟。如果对频率要求不高的话(比如不涉及串口通信和精确定时等的话),用内部晶振就足够了,并且这样成本还低。内部时钟,频率受温度等其它影响,但是能省下晶振的钱,还有2个I/O.所以,如果对频率要求不高,一般是优先选用内部振荡。 假如你想要省电,用了SLEEP,那你就不能用内部振荡了,内部振荡会停止!

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