suncat0504 发表于 2021-12-15 13:19

秒懂单片机晶振电路原理

本帖最后由 suncat0504 于 2021-12-15 13:59 编辑

#申请原创# 秒懂单片机晶振电路原理谈及单片机,通常电子爱好者们会首先想到经典的51系列单片机。这个系列的单片机是单片机发展史上里程碑式的产品。与电脑里的CPU不同的是,单片机上集成了CPU、RAM、ROM,定时器、计数器、各种IO接口,可以说,单片机MCU是一种增强版的CPU。但无论如何增强,MCU和CPU都是要靠执行指令来实现机能的。而实现运转机能,就少不了一个东西,我们称之为时钟。借助于时钟的脉冲信号,系统计数并形成地址,系统从ROM中的指定地址处取得指令码,通过总线提供给中央处理器。中央处理器会根据指令执行各种机能。可以说,这个时钟就像刺激心脏、让我们心脏跳动的那个脉冲。没有这个时钟信号,MCU就不能进入工作状态,不能执行任何指令。    所以,当我们入手一片单片机的时候,往往会看到单片机上总是有两个管脚用来接晶振的,管脚名字一般为XTAL1和XTAL2。但现在有些单片机就没有这两个管脚,或者这两个管脚被复用为其它功能,也就是说,不需要接晶振的。为什么呢?因为设计厂家已经在芯片内部设置了替代外部晶振的电路,这个电路会给系统提供时钟脉冲。    在模拟电子计数中,我们经常遇到的是正弦波,而数字电路中的时钟脉冲的波形,就是我们口中的矩形波、方波。二者的波形图如下:file:///D:/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg正弦波方波 对正弦波进行必要的整形处理后,也会得到方波。
对我们这些电子计数爱好者而言,如果手里没有石英晶振,那么用电阻电容产生时钟脉冲,也是很容易办到的事情,例如如下电路:事实上,由RC及芯片内的三极管等构成正反馈电路,形成振荡,产生正弦波,经过整形后,形成了方波。所以说,在芯片内部使用RC电路搭建时钟振荡电路也是很容易的事情。但是和石英晶振振荡器比起来,由于电阻电容的精度问题,同时受到温度、湿度的影响,会导致RC振荡器的振荡频率会有误差。所以应尽可能使用晶振来提供时钟脉冲(之所以使用晶振搭建振荡电路,是利用了晶振的一个物理特性:在石英晶体板极上施加交变电压,就会使晶片产生机械变形振动,此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时,就会发生压电谐振)。以晶振构成的振荡电路,如下图所示:注意到吗?由X1、C1、C2构成的那部分,不就是单片机中时钟脉冲电路的外围器件构成吗?现在,你是否已经明白单片机的晶振电路原理了?

kyzhd 发表于 2021-12-16 10:28

好资料,写的非常详细,感谢楼主。

skyred 发表于 2021-12-16 17:11

虽然没有秒懂
但还是学习到了

豌豆爹 发表于 2021-12-21 11:08

没有秒懂,还得继续钻研

深秋王 发表于 2021-12-24 13:54

不错,赞下!

flytianya2010 发表于 2021-12-24 14:02

学习了,刻苦专研

hfutlili 发表于 2022-3-29 20:48

虽然没有秒懂
但还是学习到了

foxsbig 发表于 2022-4-1 10:53

感觉会用就可以了

pl202 发表于 2022-5-26 16:07

单片机运行不起来吗   

beacherblack 发表于 2022-5-27 10:30

晶振电路只会搭建,不懂原理。

burgessmaggie 发表于 2022-5-27 12:39

用在51上了吗?

wengh2016 发表于 2022-5-27 14:25

这个真不太懂。   

suncat0504 发表于 2022-5-27 14:53

因为MCU必须有心跳才能干活,加入晶振的目的就是为了制造振荡电路,给MCU提供心跳。
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