1、晶振
首先,单片机能正常工作的必要条件之一就是时钟电路,时钟是单片机的脉搏,是单片机的驱动源,单片机工作是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍进行工作的。这个脉冲由单片机控制器中的时序电路发出的。所以单片机就很需要晶振。
晶振,全称是石英晶体振荡器,是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来,可以生成频率和峰值稳定的正弦波。而单片机在运行的时候,需要一个脉冲信号,做为自己执行指令的触发信号,可以简单的想象为:单片机收到一个脉冲,就执行一次或多次指令。
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12兆赫兹晶振,它的时钟周期是1/12us,它的一个机器周期是12×(1/12)us,也就是1us。
2、概述
任何外设都需要时钟,51单片机,STM32等等,我们知道寄存器是由D触发器组成的,往触发器里面写东西,前提条件是有时钟输入。
51单片机不需要配置时钟,是因为一个时钟开了之后所有的功能都可以用了,而这个时钟是默认开启的,比如有一个水库,水库有很多个闸,这些闸默认是开启的,因此每个闸都会出水,任意一个闸可以直接用,但存在一个问题,没用到的闸也在出水,即也在耗能。那么水库是能源,闸可认为每个外设的使用状态,时钟可认为是闸的开关。
stm32之所以是低功耗,它将所有的门都默认设置为disable,需要用哪个开哪个闸,即你用什么外设,打开相应的外设的时钟就可以,其它还是disable,即耗能就会减少。
51单片机中一个时钟把所有的都包了,而stm32的时钟是有分工的,并且每类时钟的频率不一样,因为没必要所有的时钟都是最高频率,够用即可,好比一个闸水流大小,我就洗个水,出来洗澡的水,没必要,消耗能源也多,所以不同的时钟也会有频率差别,或者在配置的时候可以配置时钟分频。
3、内部时钟和外部时钟
单片机的时钟信号由外部振荡和内部振荡两种方式得到
内部时钟:一般采用使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源,由于单片机内部带有振荡电路,所以外部只要连接一个晶振和两个电容(C1、C2)即可,电容容量一般在15pF至50pF之间,对频率有微调作用。即构成了自激振荡器,发出的脉冲直接送入内部时钟电路。
注意:晶振和电容尽可能安装的与单片机引脚XTAL1和XTAL2靠近。为了减少寄生电容,更好的保证振荡器稳定。
外部时钟:将外部振荡脉冲接入XTAL1和XTAL2,即把已有的时钟信号引入单片机内,外部时钟方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号一致。对于HMOS的单片机,外部时钟信号由XTAL2引入,对于CHMOS的单片机,外部时钟由XTAL1引入。
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