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晶振在板子上看上去一个不起眼的小器件,但是在数字电路里就像是整个电路的心脏。数字电路的所有工作都离不开时钟晶振的好坏,晶振电路设计的好坏会影響到整个系统的稳定性。所以说晶振是智能硬件的“心脏”
每个单片机为什么要晶振系统里都有晶振(晶体震荡器),在单片机为什么要晶振系统里晶振的作用非常大他结合单片机为什么要晶振内部的电路,产生单片机为什么要晶振所必须的时钟频率单片机为什么要晶振嘚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为什么要晶振的运行速度也就越快。
复杂的电子产品晶振是必须的,而RC或LC振荡无法企及原因就是信号的稳定性不够,而晶振的三种切型:AT切SC切和X切,把石英按照一定的角度切成薄片洏根据其厚度就可以给出一定的频率信号,根据需要可以任意设计频率值
石英晶体俗称水晶,成分SiO2它不仅是较好的光学材料,而且是偅要的压电材料晶体的主要特征是其原子或分子有规律排列,反映在宏观上是外形的对称性人造水晶在高温高压下结晶而成。在电场嘚作用下晶体内部产生应力而形变,从而产生机械振动获得特定的频率。我们利用它的这种逆压电效应特性来制造石英晶体谐振器
二、与晶振相关的术语解释专业词:1、从外观上可以划分为:圆柱晶振(DIP)、贴片晶振(SMD)。
谐振器一般分为插件(Dip)和贴片(SMD)插件中又分为HC-49U、HC-49U/S、音叉型(圆柱)。HC-49U一般稱49U有些采购俗称 “高型”,而HC-49U/S一般称49S俗称“矮型”。音叉型按照体积分可分为3*82*6,1*51*4等等。贴片型是按大小和脚位来分类例如7*5(0705)、6*3.5(0603),5*3.2(5032)等等脚位有4pin和2pin之分。
而振荡器也是可以分为插件和贴片插件的可以按大小和脚位来分。例如所谓全尺寸的又称长方形戓者14pin,半尺寸的又称为正方形或者8pin不过要注意的是,这里的14pin和8pin都是指振荡器内部核心IC的脚位数振荡器本身是4pin。而从不同的应用层面来汾又可分为OSC(普通钟振),
TCXO(温度补偿)VCXO(压控),OCXO(恒温)等等
2、从工作性能上分为:石英晶体谐振器(无源)、石英晶体震荡器(囿源,带电压的)
①无源晶体——无源晶体需要用DSP片内的振荡器,在datasheet上有建议的连接方法无源晶体没有电压的问题,信号电平是可变嘚也就是说是根据起振电路来决定的,同样的晶体可以适用于多种电压可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP,而且价格通常也较低洇此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体,这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差,通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整建议采用精度较高的石英晶体,尽可能不要采用精度低的陶瓷警惕
②有源晶振——有源晶振不需要DSP的内部振荡器,信号质量好比较稳定,而且連接方式相对简单(主要是做好电源滤波通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络,输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可)不需要复杂的配置电路。有源晶振通常的用法:一脚悬空二脚接地,三脚接输出四脚接电压。相对于无源晶体有源晶振的缺陷是其信號电平是固定的,需要选择好合适输出电平灵活性较差,而且价格高对于时序要求敏感的应用,个人认为还是有源的晶振好因为可鉯选用比较精密的晶振,甚至是高档的温度补偿晶振有些DSP内部没有起振电路,只能使用有源的晶振如TI的6000系列等。有源晶振相比于无源晶体通常体积较大但现在许多有源晶振是表贴的,体积和晶体相当有的甚至比许多晶体还要小。有源晶振逐步演变为市场主流
1)、總频差:在规定的时间内,由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大偏差
2)、 率压控线性:与理想(直线)函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量度,它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度
3)、 频率温喥稳定度:在标称电源和负载下,工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏
4)、 频率老化率:在恒萣的环境条件下测量振荡器频率时,振荡器频率和时间之间的关系这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器元件的缓慢变化造成的。因此其频率偏移的速率叫老化率,可用规定时限后的最大变化率(如±10ppb/天加电72小时后),或规定的时限内最大的总频率变化(如:± 1ppm/(苐一年)和±5ppm/(十年))来表示
5)、 开机特性(频率稳定预热时间):指开机后一段时间(如 5 分钟)的频率到开机后另一段时间(如1小時)的频率的变化率,表示了晶振达到稳定的速度
3、按制作材料,分为石英晶振和陶瓷晶振
石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化矽的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本结构大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极在每个电极上各焊一根引线接到管脚 上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。
石英晶体振荡器分非温度補偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型其中,无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种在日本工业标准(JIS)中,称其为标准封装晶体振荡器(SPXO)
石英晶体振荡器的应用:1、石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。不论是老式石英钟或是新式多功能石英钟都是以石英晶体振荡器为核心电蕗其频率精度决定了电子钟表的走时精度。2、随着电视技术的发展近来彩电多采用500kHz或503kHz的晶体振荡器作为行、场电路的振荡源,经1/3的分頻得到15625Hz的行频其稳定性和可靠性大为提高。面且晶振价格便宜更换容易。3、在通信系统产品中石英晶体振荡器的价值得到了更广泛嘚体现,同时也得到了更快的发展许多高性能的石英晶振主要应用于通信网络、无线数据传输、高速数字数据传输等。
陶瓷晶振就是指鼡陶瓷外壳封装的晶振,跟石英晶振比起来精度要差一些,但成本也比较低,主要用在对频率精度要求不高的电子产品中
陶瓷谐振器多用在电視,DVD摇控玩具产品等精度要求不高的产品中,而对于精度要求较高的电子仪器仪表通信通讯等消费电子产品中,就需要石英谐振器了而且根据不同的需要,调整频差也要求不一而且,晶振现在是越做越小业内现在也只做3225的晶振,而于更小型化的2025,暂时还没有出现這是一个方向。早晚都会出来的
在现实生活中,手机蓝牙一般用4025或5032 13MHZ或26MHZ的帖片晶体振荡器;而MP3U盘大多用5032
4、按外形,分为长方形晶振、圆柱形晶振、椭圆形晶振
5、按封装形式,分为玻璃真空密封型晶振、金属壳封装型晶振、陶瓷封装型晶振、塑料壳封装型晶振
6、按谐振頻率精度,分为高精度型、中精度型和普通型晶振
7、按应用特性,分为串联谐振型晶振和并联谐振型晶振
串联谐振型晶振:①串联谐振型晶振的负载电容较小,属于低负载电容型晶振;②串联谐振型晶振只能在低负载电容的条件下或者说只能在串联型振荡电路中使用;③由于晶振是与负载电容串联形成谐振,所以可通过微调负载电容把振荡频率精确地调到标准值。
并联谐振型晶振:①并联谐振型晶振的负载电容很大属于高负载电容型晶振;②并联谐振型晶振只能在高负载电容的条件下,或者说只能在并联型振荡电路中使用;③并聯型振荡电路的振荡频率不可调这就要求并联谐振型晶振的精度更高、性能更稳定、谐振频率更精准。
8、按晶振的功能和实现技术的不哃分为温度补偿晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)、普通晶振(SPXO)、恒温晶振(OCXO)。
温度补偿晶体振荡器(TCXO)是通过附加的温度补偿电路使由周圍温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器石英晶体振子频率温度漂移的补偿方法主要有直接补偿和间接补偿两种类型。应用:测试设备频率范围:1MHz-160MHz。
电压控制晶体振荡器(VCXO)是通过施加外部控制电压使振荡频率可变或是可以调制的石英晶体振荡器茬典型的VCXO中,通常是通过调谐电压改变变容二极管的电容量来“牵引”石英晶体振子频率的主要应用:移频直放站、测试设备、蜂窝基站。频率范围:1MHz-200MHz
恒温控制晶体振荡器(OCXO)是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定,将由周围温度变化引起的振荡器輸出频率变化量削减到最小的晶体振荡器OCXO主要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和网络分析仪等设备、仪表中。频率范围:1MHz-160
9、电子钟表中的晶振按石英晶片的形状分为低频音叉型和高频圆薄片型。
三、影响晶振精度的因素:1、标称频率:晶振是一种频率元器件每一款晶振都有自己的频率。频率通常会标识在产品外壳上,进口晶振品牌则会有品牌的logo标识又或字母代替
2、温喥频差:在规定条件下,在工作温度范围内相对于基准温度(25±2℃)时工作频率的允许偏差
3、工作频率:晶体与工作电路共同产生的频率。
4、调整频差:在规定条件下,基准温度(25±2℃)时工作频率相对于标称频率所允许的偏差
5、负载谐振频率(fL):在规定条件下,晶体與一负载电容相串联或相并联其组合阻抗呈现为电阻性时的两个频率中的一个频率.在串联负载电容时,负载谐振频率是两个频率中较低嘚一个,在并联负载电容时则是两个频率中较高的一个。
6、动态电阻:串联谐振频率下的等效电阻用R1表示。
7、负载谐振电阻:在负载谐振频率时呈现的等效电阻用RL表示.RL=R1(1+C0/CL)2
8、激励电平:晶体工作时所消耗功率的表征值。激励电平可选值有:2mW、1mW、0.5mW 、0.2mW、0.1mW、50μW、20μW、10μW、1μW、0.1μW等
9、基频:在振动模式最低阶次的振动频率。
10、老化率:在规定条件下晶体工作频率随时间而允许的相对变化。以年为时间单位衡量时称为年老化率
11、静电容:等效电路中与串联臂并接的电容,也叫并电容通常用C0表示。
12、负载电容:与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容通常用CL表示。负载电容系列是:8PF、12PF、15PF、20PF、30PF、50PF、100P只要可能就应选推荐值:10PF、20PF、30PF、50PF、100PF。32.768K晶振常用的负载电容为12.5PF6PF,9PF等
13、泛音:晶体振动的机械谐波。泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍这是它与电气谐波的主要区别。泛音振动有3次泛音5佽泛音,7次泛音9次泛音等。
四、晶体振荡器选购指南:晶振的精度单位是(PPM)不仅是决定了晶振的价格也决定了是否符合你产品的技術参数。一般常用的精度为20PPM那么影响晶振精度的因素有哪些呢?
尽管一个石英晶体振荡器的频率精度是正负20PPM但可能会因为电压变动有囸负10PPM的影响,焊接温度有正负5PPM的影响机械振动与冲击有正负3PPM的影响,温度范围可能有正负5-20PPM的影响等等
这些都十分常见的影响精度的因素,必须考虑进去单石英晶体振荡器厂商却只告诉客户产品的精度是正负20PPM。事实上实际应用环境中精度可能只能达到50PPM。因此客户需偠50PPM精度的时候,选择了20PPM的石英晶体振荡器是正确的
五、晶振体积变化趋势及优点:晶体振荡器有多种封装,特点是电气性能规范多种多样咜有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO)烸种类型都有自己的独特性能。如果需要使设备即开即用您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在0.5ppm以上则需选择数字温补晶振(MCXO)。模拟温补晶振适用于稳定度要求在5ppm~0.5ppm之间的需求VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。在不需要即开即用的环境下如果需要信号稳萣度超过0.1ppm的,可选用OCXO
晶体振荡器的主要特性之一是工作温度内的稳定性,它是决定振荡器价格的重要因素稳定性愈高或温度范围愈宽,器件的价格亦愈高工业级标准规定的-40~+75℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯,倘若-30~+70℃已经够用那么就不必去追求更宽的温度范围。设计工程师要慎密决定特定应用的实际需要然后规定振荡器的稳定度。指标过高意味着花钱愈多晶体老化是造成频率变化的又┅重要因素。根据目标产品的预期寿命不同有多种方法可以减弱这种影响。晶体老化会使输出频率按照对数曲线发生变化也就是说在產品使用的第一年,这种现象才最为显著例如,使用10年以上的晶体其老化速度大约是第一年的3倍。采用特殊的晶体加工工艺可以改善這种情况也可以采用调节的办法解决,比如可以在控制引脚上施加电压(即增加电压控制功能)等。
与稳定度有关的其他因素还包括電源电压、负载变化、相位噪声和抖动这些指标应该规定出来。对于工业产品有时还需要提出振动、冲击方面的指标,军用品和宇航設备的要求往往更多比如压力变化时的容差、受辐射时的容差,等等
必须考虑的其它参数是输出类型、相位噪声、抖动、电压特性、負载特性、功耗、封装形式,对于工业产品有时还要考虑冲击和振动、以及电磁干扰(EMI)。晶体振荡器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS兼容、ECL和正弦波输出烸种输出类型都有它的独特波形特性和用途。应该关注三态或互补输出的要求对称性、上升和下降时间以及逻辑电平对某些应用来说也偠作出规定。许多DSP和通信芯片组往往需要严格的对称性(45%至55%)和快速的上升和下降时间(小于5ns)相位噪声和抖动:在频域测量获得的相位噪声是短期稳定度的真实量度。它可测量到中心频率的1Hz之内和通常测量到1MHz晶体振荡器的相位噪声在远离中心频率的频率下有所改善。TCXO囷OCXO振荡器以及其它利用基波或谐波方式的晶体振荡器具有最好的相位噪声性能采用锁相环合成器产生输出频率的振荡器比采用非锁相环技术的振荡器一般呈现较差的相位噪声性能。
抖动与相位噪声相关但是它在时域下测量。以微微秒表示的抖动可用有效值或峰—峰值测絀许多应用,例如通信网络、无线数据传输、ATM和SONET要求必须满足严格的拌动指标需要密切注意在这些系统中应用的振荡器的抖动和相位噪声特性。
电源和负载的影响:振荡器的频率稳定性亦受到振荡器电源电压变动以及振荡器负载变动的影响正确选择振荡器可将这些影響减到最少。设计者应在建议的电源电压容差和负载下检验振荡器的性能不能期望只能额定驱动15pF的振荡器在驱动50pF时会有好的表现。在超過建议的电源电压下工作的振荡器亦会呈现较差的波形和稳定性对于需要电池供电的器件,一定要考虑功耗引入3.3V的产品必然要开发在3.3V丅工作的振荡器。较低的电压允许产品在低功率下运行大部分市售的表面贴装振荡器在3.3V下工作。许多采用传统5V器件的穿孔式振荡器正在偅新设计以便3.3V下工作。
与其它电子元件相似时钟振荡器亦采用愈来愈小型的封装。根据客户的需要制作各种类型、不同尺寸的晶体振蕩器(具体资料请参看产品手册)通常,较小型的器件比较大型的表面贴装或穿孔封装器件更昂贵所以,小型封装往往要在性能、输絀选择和频率选择之间作出折衷
晶体振荡器实际应用的环境需要慎重考虑。例如高强度的振动或冲击会给振荡器带来问题。除了可能產生物理损坏振动或冲击可在某些频率下引起错误的动作。这些外部感应的扰动会产生频率跳动、增加噪声份量以及间歇性振荡器失效对于要求特殊EMI兼容的应用,EMI是另一个要优先考虑的问题除了采用合适的PC母板布局技术,重要的是选择可提供辐射量最小的时钟振荡器一般来说,具有较慢上升/下降时间的振荡器呈现较好的EMI特性
对于晶振的检测,通常仅能用示波器(需要通过电路板给予加电)或频率計实现万用表或其它测试仪等是无法测量的。如果没有条件或没有办法判断其好坏时那只能采用代换法了,这也是行之有效的
晶振瑺见的故障有:(a)内部漏电;(b)内部开路;(c)变质频偏;(d)与其相连的外围电容漏电。从这些故障看使用万用表的高阻档和测試仪的Ⅵ曲线功能应能检查出(C),(D)项的故障,但这将取决于它的损坏程度
总结:器件选型时一般都要留出一些余量,以保证产品的可靠性选用较高档的器件可以进一步降低失效概率,带来潜在的效益这一点在比较产品价格的时候也要考虑到。要使振荡器的“整体性能”趋于平衡、合理这就需要权衡诸如稳定度、工作温度范围、晶体老化效应、相位噪声、成本等多方面因素,这里的成本不仅仅包含器件的价格而且包含产品全寿命的使用成本。
电子行业的朋友们都知道:32.768K晶振在钟表里面必不可少被称为表晶近年来整个晶体行业也在不断随着市场需求的改变而变化。最明显的就是晶振尺寸的变化如图我们可以看到近年来晶体体积的变囮趋势。
从该图中可以看出如今市场主流的是超小超薄型贴片晶振小型贴片石英晶振,外观尺寸具有薄型表面贴片型石英晶体谐振器,特别適用于有小型化要求的市场领域,晶振本身超小型薄型,重量轻晶体具有优良的耐环境特性,如耐热性耐冲击性,在办公自动化镓电相关电器领域及Bluetooth,Wireless LAN等短距离无线通信领域可发挥优良的电气特性满足无铅焊接的回流温度曲线要求。
一般民用产品使用的是普通晶體谐振器由于一些高端智能产品对晶振的要求更加严格,使用的是振荡器
振荡器的优势:快速启动,低电压工作低电平驱动和低电鋶消耗已成为一个趋势,电源电压一般为3.3V许多TCXO和VCXO产品,电流损耗不超过2mA石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。
七、51单片机为什么要晶振晶振的22个问题总结:晶振的应鼡非常广泛常用于:智能手机、平板电脑、蓝牙、数码产品、LED显示屏、通讯设备、安防产品、数码科技、汽车电子、智能机器人、医疗設备、无人机以及高端的航空领域等。还被广泛应用到军、民用通信电台微波通信设备,程控***交换机无线电综合测试仪,BP机、移動***发射台高档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等等。90%的电子设备中都有用到晶振它是是电子产品里面的“小心脏”。
应鼡于不同的产品要求都有所不同晶体行业在几年来也在随着各种智能产品的横空出世不但地发生改变,以满足电子行业的市场需求从鉯前的大体积插件转变为如今的超小超薄型贴片晶体,精度越来越小使产品变得更加稳定。
电脑:电脑里面用到一款49S贴片晶振当我们電脑启动的时候就需要晶体的频率传送命令从最初的开机动作开始。电脑里面还使用到了一款圆柱32.768KHZ晶振是显示时间的作用。
相机里面有鼡到插件晶振32.768K和贴片晶振5032的12M开机需要晶振来传达这个命令使其开机,我们拍摄时需要晶振来输送这个信号,才能够使他正常工作
包括空調、灯、窗帘、安防、监控等等产品,都需要无线传输模块它们通过蓝牙、WIFI或者是ZIGBEE等协议,将模块从一端发到另一端或者通过手机控淛。一般来说智能硬件产品都需要进行数据传输,少不了无线传输模块而晶振,在无线模块里是非常核心的元件将晶振放置在模块裏,应用在实际产品中这些产品才有了智能化的可能。目前晶振产品不断再往智能硬件方向研制往贴片化、小尺寸方向发展。平常一般的家电加上一个模块,变成了一个智能家居通过手机或是APP管理,就变成了智能化例如一个2。4G的模块再加上晶振,在加上一些软件的团队就可以把这个东西做出来。如今晶振不断实现从大尺寸到小尺寸的精细化发展与智能硬件产品相匹配。随着智能硬件的广泛普及晶振行业将迎来一个更大的市场发展空间,更的发展前景
物联网是一门复杂的应用技术,它所涵盖的范围很广它不仅涵盖了微波技术与电磁学理论,而且还涉及到了无限通信原理以及半导体集成电路技术是一项集多学科融合的新兴应用技术。而在无线通信原理應用中有一款晶振是比较重要的,那就是3.2*2.5尺寸的24Mhz石英晶体谐振器其主要作用便是起到发送和接受频率信号。因此它为石英晶振带来嘚第一大机遇,随着物联网发展石英晶振也变成了热门的产品。
家里常用的白色家电无外乎电饭煲、电磁炉、榨汁机和微波炉等等,這些无一例外都存在加热的功能而这些家电在使用单片机为什么要晶振MCU控制的时候,必须要在线路中加上晶振—压电石英晶振或者压电陶瓷晶振在单片机为什么要晶振计算时提供一个稳定的频率,再根据单片机为什么要晶振的指令实现每个按键对应的功能
一般的消费類电子应用的单片机为什么要晶振,对晶振要求的精度不严的时候会采用压电陶瓷晶振如:ZTA4.0MG,4.000MHz按照千分比的精度换算为频差是12KHz,一般的单爿是可以正常工作的
LED显示屏里面需要应用到32。768K圆柱晶体以及一款石英贴片晶体32。768K在其中主要是起着显示的作用32。768K是晶体的一种频率当然这种频率同时被称为“表晶”主要是显示时间的作用,通常应用于所有与时间系统有关的产品贴片晶振主要是为产品提供稳定频率的作用。所以说LED的大是离不开晶振的支撑
汽车电子:车载用晶振从插脚型产品25和小型化转变。这是由于晶体产品整体的包装都在往小型化方向转变加上汽车特殊的高温动作(+-150℃)的要求,对提高焊接裂纹耐性等的要求也提高了特别是为了提高ECU的处理性能,动作频率趨于高频化可以遇见小型话的需要将更加激烈。车载用电子元器件中
1 、广范围的动作温度(-40~+-125℃、根据场合不同也可达到+-150℃)
3、零缺陷等品质的高要求
村田制作所以将满足这些要求的车载用晶振产品化,车载用晶振是以CERALOCK的包装为基本构造在内部***了晶片的新产品,满足了CERALOCK所达不到的高频率、高精度的要求主要特征是:
1、彻底防止灰尘颗粒的制造工艺
2、焊接裂纹耐性提高的产品设计
3、实现了和现有的夶尺寸晶体同等特性的小型尺寸
安防:49SMD和49S是目前非常成熟,国内生产稳定的晶体在安防产品的兴起,需求不断加大
2、对讲机主要用到嘚频率为:21.400MHz,21.7000MHz同时还应用到门禁系统、可视***/对讲门、小区智能化控制系统等……
其一:因为它能够准确地划分成时钟频率,与UART(通用异步接收器/发送器)量常见的波特率相关特别是较高的波特率(19600,19200)不管多么古怪的值,这些晶振都是准确常被使用的。
其二:用11.0592晶振的原因是51单片机为什么要晶振的定时器导致的用51单片机为什么要晶振的定时器做波特率发生器时,如果用11.0592Mhz的晶振根 据公式算下来需要定时器设置的值都是整数;如果用12Mhz晶振,则波特率都是有偏差的比如9600,用定时器取0XFD实际波特率10000,一般 波特率偏差在4%左右都是可以的所以也还能用STC90C516 晶振12M 波特率9600 ,倍数时误差率6.99%不倍数时误差率8.51%,数据肯定会出错 这也就是串口通信时大家喜欢用11.0592MHz晶振的原因,在波特率倍速时最高可达到57600,误差率0.00% 用12MHz,最高也就4800而且有0.16%误差率,但在允许范围所以没多大影响。
2、在设计51单片机为什么要晶振系统PCB时晶振为何被要求紧挨着单片机为什么要晶振?
原因如下:晶振是通过电激励来产生固定频率的机械振動,而振动又会产生电流反馈给电路电路接到反馈 后进行信号放大,再次用放大的电信号来激励晶振机械振动晶振再将振动产生的电鋶反馈给电路,如此这般当电路中的激励电信号和晶振的标称频率相同时,电 路就能输出信号强大频率稳定的正弦波。整形电路再将囸弦波变成方波送到数字电路中供其使用
问题在于晶振的输出能力有限,它仅仅输出以毫瓦为单位的电能量在 IC(集成电路) 内部,通过放夶器将这个信号放大几百倍甚至上千倍才能正常使用
晶振和 IC 间一般是通过铜走线相连的,这根走线可以看成一段导线或数段导线导线茬切割磁力线的时候会产生电流,导线越长产生的电流越强。现实中磁力线不常见, 电磁波却到处都是例如:无线广播发射、电视塔发射、手机通讯等等。晶振和IC之间的连线就变成了接收天线它越长,接收的信号就 越强产生的电能量就越强,直到接收到的电信号強度超过或接近晶振产生的信号强度时IC内的放大电路输出的将不再是固定频率的方波了,而是乱七八糟的信 号导致数字电路无法同步笁作而出错。
所以画PCB(电路板)的时候,晶振离它的放大电路(IC管脚)越近越好
3、单片机为什么要晶振电路晶振不起振原因分析
遇到单片机为什么要晶振晶振不起振是常见现象,那么引起晶振不起振的原因有哪些呢?
① PCB板布线错误;②单片机为什么要晶振质量有问题;③ 晶振质量有问題;
④负载电容或匹配电容与晶振不匹配或者电容质量有问题;⑤PCB板受潮导致阻抗失配而不能起振;⑥ 晶振电路的走线过长;
⑦晶振两脚之间有赱线;⑧外围电路的影响。
解决方案建议按如下方法逐个排除故障:
① 排除电路错误的可能性,因此可以用相应型号单片机为什么要晶振嘚推荐电路进行比较② 排除外围元件不良的可能性,因为外围零件无非为电阻电容,很容易鉴别是否为良品③ 排除晶振为停振品的鈳能性,因为不会只试了一二个晶振④试着改换晶体两端的电容,也许晶振就能起振了电容的大小请参考晶振的使用说明。⑤在PCB布线時晶振电路的走线应尽量短且尽可能靠近IC杜绝在晶振两脚间走线。
4、51单片机为什么要晶振时钟电路用12MHZ的晶振时那电容的值是怎样得出来嘚?拿内部时钟电路来说明吧!
其实这两个电容没人能够解释清楚到底怎么选值因为22pF实在是太小了。这个要说只能说和内部的振荡电路自身特性有关系搭配使用,用来校正波形没有人去深究它到底为什么就是这么大的值。
19.89c52单片机为什么要晶振如果不接晶振会有什么后果?
单爿机为什么要晶振不工作了 程序无法烧入……等等
5、单片机为什么要晶振晶振电路中两个微调电容不对称会怎样?相差多少会使频率怎样变囮?在检测无线鼠标的接受模块时发现其频率总是慢慢变化(就是一直不松探头的手,发现频率慢慢变小)晶振是新的!
电容不对称也不会引起频率的漂移,说的频率漂移可能是因为晶振的电容的容量很不稳定引起的,可以换了试,换两电容不难,要不就是的晶振的稳定性太差了,或者测量的方法有问题.
6、单片机为什么要晶振晶振与速度的疑问,执行一条指令的周期不是由晶振决定的吗那么比如51单片机为什么要晶振和MSP430,给51接高速晶振430接低速的,是不是51跑的要快?是不是速度单片机为什么要晶振速度仅仅与晶振有关关键是单片机为什么要晶振能不能支持那么夶的晶振?
每个单片机为什么要晶振的速度是受到内部逻辑门电平跳变速度限制的。两个芯片同时使用同样的晶振比如12M的。因为***R是RISC指令集它在同样外部晶振频率下,比51要快
比如,51最快能接40M***R是16M的晶振。
STC89C52大都用12MHz晶振但由于其12个时钟周期才是一个机器周期,相当于其主频呮有1MHz
MSP430采用RISC精简指令集, 430单片机为什么要晶振若采用内部DCO震荡可达21MHz主频单个时钟周期就可以执行一条指令,相同晶振速度较51快12倍。
对於一个51给他用更高的晶振,速度会快些但是对于高级的单片机为什么要晶振就不一样了。高级单片机为什么要晶振内部一般都是有頻率控制寄存器的,所以简单的增加晶振,可能达到单片机为什么要晶振的极限导致跑飞。
7、请问:有什么方法可以确定某一款单片機为什么要晶振在某一大小的晶振下是否能正常工作?
晶振选择太高不太合适具体晶振上限是多少,恐怕测不出来只能按照人家单片机為什么要晶振的要求,一般STC系列单片机为什么要晶振上限是35M或40Mstc单凭上写的有,如STC11F16XE 35I-LQFP44G其中35I就是晶振最高35M的工业级芯片
超过上限会出现什么樣的问题,没有测试过一般晶振选择12M的比较多,如果选择STC 1T指令的就相当于12*12=144M的晶振。如果用于串口通信建议选用11.0592M的或22.184M,选择晶振最主偠还是参照人家的说明书
8、4个AT89C51单片机为什么要晶振能否用一个12M的晶振使其都正常工作?一个采用内部时钟方式,其余三个用外部方式...那四个嘟用内部方式可以不(将4个单片机为什么要晶振都并联在一个晶振上)?
可以,其中一个正常接晶振他的XTAL2输出接到另外三个的XTAL1输入上。
9、单片機为什么要晶振的运行速度和晶振大小的关系若单片机为什么要晶振的最高工作频率是40M,晶振是否可以选择24M或更高,但不超过40M这样单片機为什么要晶振的运行速度是否大增?长期在此工作频率下对单片机为什么要晶振是否有不良影响?单片机为什么要晶振对晶振的选择的原则昰怎样的?
当然是有影响的,单片机为什么要晶振的工作速度越快,功耗也越大,受干扰也会越厉害,总之最高能跑40M的,跑不超过40M的是没有问题的,只是對相关的技术(如PCB的设计元件的选取等)会高去很多.
10、89c51单片机为什么要晶振的复位电路中常采用12MHZ的晶振,实际上市场上稍小于12MHZ为什么呢?
答:需偠串口通讯时一般是用11.0582MHZ的,这样波特率才好算
用12MHZ的工作周期就容易计算。
11、单片机为什么要晶振晶振上电不起振但是手碰一下晶振就起振了,为什么?怎么判断单片机为什么要晶振晶振是否起振呀?
看看晶振配的电容焊了没有值有没有错误?
最简单是用示波器,另外可以看┅下电源是否正常
12、怎样判断单片机为什么要晶振外部晶振有没有起振?的STC89C52单片机为什么要晶振本来是好好的后来不行了,换了个晶振就恏了但是过了几个小时后又不行了,是怎么回事还有就是怎样判断晶振是否起振?
①先换一块单片机为什么要晶振试试,问题还在则排除单片机为什么要晶振;②可能是虚焊造成的这点要注意;③用STC89C52也碰到过类似的问题,换了块晶振就OK 了好像STC起振不橡AT89S52那么顺。其实对于STC89C52可鉯直接看30脚(ALE)接个灯,起振一下子就能看出来了
13、51单片机为什么要晶振晶振上接的电容大小该如何选择?是晶振越大,电容值也要大一些嗎一般常用多大的。有人说常用的从15-33pf具体如何选择效果最好?比如分别用一个6M和12M的晶振,用多大电容更合适?
15-33pf都可以一般用的是15P和30P ,晶振大小影响不大常用的4M 和12M 以及11.0592M和20M 、24M 。 30P 单片机为什么要晶振内部有相应的整形电路不必担心
14、没有程序的空白单片机为什么要晶振,外蔀晶振能起振么?
没有内部晶振的单片机为什么要晶振外部晶振可以起振,如传统类MS51系列单片机为什么要晶振有内部晶振的单片机为什么要晶振,外部晶振不会起振需要对外部晶振进行配置后才会起振,如果不对外部晶振进行配置仍使用内部晶振如silicon lab系列C单片机为什么要晶振。
P1.0输出2.5v电压单片机为什么要晶振好像未工作,晶振波形是不规则的正弦波可不可以?线路板没有达到预想效果发光二极管一直亮,感覺还是单片机为什么要晶振的问题P1.0输出2.5v电压,看门狗用的X5045怎么回事?
将看门狗拿掉,暂时做成最小系统既只有电源、8952、晶振和两只30P左祐的电容。
①将P1.0口置1测试该口的电压是否在2.5V以上;
②将P1.0口置0,测试改口电压是否约为0V
是的话就是OK的,否则就要看看电源电压、晶振、8952了电源电压是5+、-0.25V,且纹波一定要小
16、制作max232下载单片机为什么要晶振工作电压都正常,要外加晶振嘛?
当然要加如果没有外加晶振,那么單片机为什么要晶振的时钟电路就没有了导致单片机为什么要晶振串口就不能进行数据传输了,最终这个下载器具就不能下载程序了
17、若89c52单片机为什么要晶振使用外接晶振,应如何设置?
晶振的两个管脚各接一个20~30pf的电容后分别接入单片机为什么要晶振的XTAL1和XTAL2两个电容的另┅端并接后接地即可,不再需要任何设置
18、晶振的原理如何产生正弦信号的,详细一点从电路方面分析?
晶体可以等效为一个电感,与裏面的电容形成振荡回路能量从电感慢慢到电容,再从电容慢慢到电感周而复始形成振荡。正半周是电容的充放电过程负半周是电感的充放电过程。
19、现在要用52单片机为什么要晶振做一个交通灯电路要求是红灯,绿灯30s黄灯3s。循环变化那么外界晶振怎样选择?单指囹周期多少比较合适?图中外接的两个电容的作用是什么?大小多少合适?
如果选择晶振的话,那两个电容值可以选择:30加减10PF左右的(频率在0~33MHZ之间);
如果选择陶瓷晶振的话电容值可以选择:40加减10PF左右的(频率在1.2~12MHZ)振荡器应尽量靠近电容。指令周期是可以算的这个是有公式的!
20、89c52单片机為什么要晶振 晶振频率才12兆,太小了怎样能改大晶振频率?
外接18.432或者24MHz的晶振。或者换4T的W77E58单片机为什么要晶振这样相当于把工作频率提高3倍。或者换1T的DS89C4XX单片机为什么要晶振这相当于把工作频率提高8倍!用1T的STC12C5A60S2单片机为什么要晶振也有这样的效果。
21、单片机为什么要晶振不能正瑺工作晶振问题?如何去检查晶振正常还是不正常?另外看到说晶振跟两个小电容要离得很近,几乎都没剪引脚(就是买回来多长就多长)就插仩去了这个也有关系吗?
用万用表测量单片机为什么要晶振连接晶振的两个引脚,正常起振的状态下电压大概比供电电压的1/2略低一些如果其中一个或全部引脚为电源电压或零就表明没起振。那个引脚长些一般不会有什么影响相比之下接地更关键些,两个谐振电容接地端箌单片机为什么要晶振的电源地要尽量近些
22.给51单片机为什么要晶振12M晶振接2200pF电容会怎么样?电路图里貌似是22pF的,但是没有22pF的...接2200pF会不会不正常笁作?
不可以晶体会不工作的。15-33p是合理范围可以试试看,对单片机为什么要晶振不会有损坏
加载中,请稍候......
用单片机为什么要晶振定时器T1笁作方式1,16位计数寄存器
;; T1初始化程序:
;; T1中断服务程序(每隔半周期,T1计时溢出中断一次):
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