被譽(yù)為微型計算機(jī)系統(tǒng)-單片機(jī)
它與晶振有什么聯(lián)系
會有什么樣的工作原理
單片機(jī)內(nèi)外晶振有差異嗎
#01
單片機(jī)晶振的作用
單片機(jī)是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機(jī)系統(tǒng)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上,但是它具有一個完整計算機(jī)所需要的大部分部件:CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng),目前大部分還會具有外存。
單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。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石英晶振,而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。單片機(jī)晶振提供的時鐘頻率越高,那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快,單片機(jī)接的一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振提供的時鐘頻率。
#02
單片機(jī)晶振電路原理
單片機(jī)一般采用三端式(考畢茲)交流等效振蕩電路;實際的晶振交流等效電路中,其中Cv是用來調(diào)節(jié)振蕩頻率,一般用變?nèi)?a target="_blank">二極管加上不同的反偏電壓來實現(xiàn),這也是壓控作用的機(jī)理;把石英晶體的等效電路代替晶體后。其中Co,C1,L1,RR是晶體的等效電路。單片機(jī)工作時,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)訪問一次存儲器的時間,稱之為一個機(jī)器周期,這是一個時間基準(zhǔn)。
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C=Cbe,Cce,Cv三個串聯(lián)后和Co并聯(lián)再和C1串聯(lián)。可以看出:C1越小,Co越大,Cv變化時對整個槽路的作用就越小。因而能“壓控”的頻率范圍也越小。實際上,由于C1很小(1E-15量級),Co不能忽略(1E-12量級)。所以,Cv變大時,降低槽路頻率的作用越來越小,Cv變小時,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。采用泛音次數(shù)越高的晶振,其等效C1就越小;因此頻率的變化范圍也就越小。
簡單地說,沒有晶振,就沒有時鐘周期,沒有時鐘周期,就無法執(zhí)行程序代碼,單片機(jī)就無法工作。
#03
單片機(jī)內(nèi)外部晶振的區(qū)別
單片機(jī)的外部晶振穩(wěn)定,受溫度,濕度等環(huán)境因素影響比內(nèi)部晶振小,精度比較高。而且當(dāng)設(shè)計需要降低功耗時,比如說便攜式儀表等,就需要外部晶振,因為內(nèi)部晶振不能根據(jù)需要停止,而外部晶振可以適時停止,從而進(jìn)入休眠狀態(tài),降低功耗。
而單片機(jī)的內(nèi)部晶振一般不夠準(zhǔn)確,誤差比較大。但單片機(jī)的內(nèi)部晶振和外部晶振的作用都是一樣的,給系統(tǒng)提供時鐘。如果對頻率要求不高的話(比如不涉及串口通信和精確定時等的話),用內(nèi)部晶振就足夠了,并且這樣成本還低。
|小結(jié)
對于單片機(jī)到底是使用外部晶振還是內(nèi)部晶振,還要考慮到產(chǎn)品使用穩(wěn)定情況、功耗以及性價比等方面。如果您想具體了解單片機(jī)與晶振電路匹配問題,我們可以提供專業(yè)技術(shù)工程師為您服務(wù)。
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晶振
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