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晶振有那些功效

2020-03-30
來(lái)源:電源網(wǎng)

    什么是晶振,它的作用是什么?對(duì)于電源工程師而言,,在研發(fā)過(guò)程中,,晶振是不可缺少的元器件之一。下面我們進(jìn)一步了解下晶振到底有何作用呢?

    什么是晶振?

    晶振一般叫做晶體諧振器,,是一種機(jī)電器件,,是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)晶振是很重要的,,可以說(shuō)是沒(méi)有晶振就沒(méi)有時(shí)鐘周期,,沒(méi)有時(shí)鐘周期就無(wú)法執(zhí)行程序代碼,那樣的話單片機(jī)就無(wú)法工作,。接下來(lái)跟隨小編詳細(xì)的了解一下單片機(jī)晶振的電路原理及作用,。

    

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    單片機(jī)晶振的必要性

    單片機(jī)工作時(shí),是一條一條地從ROM中取指令,,然后一步一步地執(zhí)行,。單片機(jī)訪問(wèn)一次存儲(chǔ)器的時(shí)間,稱(chēng)之為一個(gè)機(jī)器周期,,這是一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn),。一個(gè)機(jī)器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期。如果一個(gè)單片機(jī)選擇了12MHZ晶振,,它的時(shí)鐘周期是1/12us,,它的一個(gè)機(jī)器周期是12x(1/12)us,也就是1US,。

    MCS-51單片機(jī)的所有指令中,,有一些完成得比較快,只要一個(gè)機(jī)器周期就行了,,有一些完成得比較饅,,得要2個(gè)機(jī)器周期,還有兩條指令要4個(gè)機(jī)器周期才行,。為了衡量指令執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短,,又引|入一個(gè)新的概念:指令周期。所謂指令周期就是指執(zhí)行條指令的時(shí)間,。例如,,當(dāng)需要計(jì)算DJNZ指令完成所需要的時(shí)間時(shí),首先必須要知道晶振的頻率,,設(shè)所用晶振為12MHZ,,則一個(gè)機(jī)器周期就是1US。而DJNZ指令是雙周期指令,,所以執(zhí)行一次要2US,。如果該指令需要執(zhí)行500次,正好1000us,,也就是1ms,。

    機(jī)器周期不僅對(duì)于指令執(zhí)打有著重要的意義,而且機(jī)器周期也是單片機(jī)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的時(shí)間基準(zhǔn),。例如一個(gè)單片機(jī)選擇了12MHZ晶振,,那么當(dāng)定時(shí)器的數(shù)值加1時(shí),,實(shí)際經(jīng)過(guò)的時(shí)間就是1us,這就是單片機(jī)的定時(shí)原理,。

    單片機(jī)晶振常見(jiàn)問(wèn)題

    1,、PIC單片機(jī)振蕩電路中如何選擇晶體?

    對(duì)于一個(gè)高可靠性的系統(tǒng)設(shè)計(jì),晶體的選擇非常重要,,尤其設(shè)計(jì)帶有睡眠喚醒,,往往用低電壓以求低功耗的系統(tǒng),這是因?yàn)榈凸╇婋妷菏固峁┙o晶體的激勵(lì)功率減少,,造成晶體起振很慢或根本就不能起振,,這一現(xiàn)象在上電復(fù)位時(shí)并不特別明顯,,原因時(shí)上電時(shí)電路有足夠的擾動(dòng),,很容易建立振蕩,在睡眠喚醒時(shí),,電路的擾動(dòng)要比上電時(shí)小得多,,起振變得很不容易,在振蕩回路中,,晶體既不能過(guò)激勵(lì),,容易振到高次諧波上,也不能欠激勵(lì)不容易起振,,晶體的選擇至少必須考慮,、諧振頻點(diǎn)、負(fù)載電容,、激勵(lì)功率,、溫度特性長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

    2,、如何判斷電路中晶振是否被過(guò)分驅(qū)動(dòng)?

    電阻RS常用來(lái)防止晶振被過(guò)分驅(qū)動(dòng),,過(guò)分驅(qū)動(dòng)晶振會(huì)漸漸損耗減少晶振的接觸電鍍這將引起頻率的上升,可用一臺(tái)示波器檢測(cè),,OSC,,輸出腳,如果檢測(cè)一非常清晰的正弦波且正弦波的上限值和下限值都符合時(shí)鐘輸入需要,,則晶振未被過(guò)分驅(qū)動(dòng),,相反,如果正弦波形的波峰,,波谷兩端被削平,,而使波形成為方形,則晶振被過(guò)分驅(qū)動(dòng),,這時(shí)就需要用電阻RS來(lái)防止晶振被過(guò)分驅(qū)動(dòng),,判斷電阻RS值大小的最簡(jiǎn)單的方法就是串聯(lián)一個(gè)5k或10k的微調(diào)電阻,,從0開(kāi)始慢慢調(diào)高,一直到正弦波不再被削平為止,,通過(guò)此辦法就可以找到最接近的電阻RS值,。

    3、晶振電路中如何選擇電容?

    (1)C1,,C21,,因?yàn)槊恳环N晶振都有各自的特性,所以最好按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件,。(2)在許可范圍內(nèi),,C1,C2值越低越好,,C值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定,,但將會(huì)增加起振時(shí)間。(3)應(yīng)使C2值大于C1值,,這樣可使上電時(shí),,加快晶振起振。以上急速晶振的工作作用,。

    

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