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單片機(jī)晶振電路原理及作用

單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振,在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大,全程叫晶體振蕩器,他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率,單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高,那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快,單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。

在通常工作條件下,普通的晶振頻率絕對精度可達(dá)百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO)。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作,以提供穩(wěn)定,精確的單頻振蕩。單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用,以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號,可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。下面我就具體的介紹一下晶振的作用以及原理,晶振一般采用如圖1a的電容三端式(考畢茲) 交流等效振蕩電路;實(shí)際的晶振交流等效電路如圖1b,其中Cv是用來調(diào)節(jié)振蕩頻率,一般用變?nèi)荻O管加上不同的反偏電壓來實(shí)現(xiàn),這也是壓控作用的機(jī)理;把晶體的等效電路代替晶體后如圖1c。其中Co,C1,L1,RR是晶體的等效電路。分析整個振蕩槽路可知,利用Cv來改變頻率是有限的:決定振蕩頻率的整個槽路電容C=Cbe,Cce,Cv三個電容串聯(lián)后和Co并聯(lián)再和C1串聯(lián)。可以看出:C1越小,Co越大,Cv變化時(shí)對整個槽路電容的作用就越小。因而能“壓控”的頻率范圍也越小。實(shí)際上,由于C1很小(1E-15量級),Co不能忽略(1E-12量級,幾PF)。所以,Cv變大時(shí),降低槽路頻率的作用越來越小,Cv變小時(shí),升高槽路頻率的作用卻越來越大。這一方面引起壓控特性的非線性,壓控范圍越大,非線性就越厲害;另一方面,分給振蕩的反饋電壓(Cbe上的電壓)卻越來越小,最后導(dǎo)致停振。通過晶振的原理圖你應(yīng)該大致了解了晶振的作用以及工作過程了吧。采用泛音次數(shù)越高的晶振,其等效電容C1就越小;因此頻率的變化范圍也就越小。微控制器的時(shí)鐘源可以分為兩類:基于機(jī)械諧振器件的時(shí)鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電容)振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置,適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器。用萬用表測量晶體振蕩器是否工作的方法:測量兩個引腳電壓是否是芯片工作電壓的一半,比如工作電壓是51單片機(jī)的+5V則是否是2.5V左右。另外如果用鑷子碰晶體另外一個腳,這個電壓有明顯變化,證明是起振了的。晶振的類型有SMD和DIP型,即貼片和插腳型 。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201611/320655.htm

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