晶振是石英振蕩器的簡稱,英文名為Crystal,它是時鐘電路中最重要的部件,它的主要作用是向顯卡、網卡、主板等配件的各部分提供基準頻率,它就像個標尺,工作頻率不穩定會造成相關設備工作頻率不穩定,自然容易出現問題。
晶振與時鐘振蕩器
晶體振蕩器,以下我簡稱晶振,是利用了晶體的壓電效應制造的,當在晶片的兩面上加交變電壓時,晶片會反復的機械變形而產生振動,而這種機械振動又會反過來產生交變電壓。當外加交變電壓的頻率為某一特定值時,振幅明顯加大,比其它頻率下的振幅大得多,產生共振,這種現象稱為壓電諧振。晶振產生振蕩必須附加外部時鐘電路,一般是一個放大反饋電路,只有一片晶振是不能實現震蕩的。
于是就有了時鐘振蕩器,將外部時鐘電路跟晶振放在同一個封裝里面,一般都有4個引腳了,兩條電源線為里面的時鐘電路提供電源,又叫做有源晶振,時鐘振蕩器,或簡稱鐘振。好多鐘振一般還要做一些溫度補償電路在里面,讓振蕩頻率能更加準確。
時鐘振蕩電路
時鐘振蕩簡單點說就是一個頻率產生電路,很多芯片都是以某種時序來運行的,這就需要有一個電路為時序提供基準,來協調芯片內各個部件有序運行。簡單點阻容震蕩就可以作為一個時鐘電路,需要精準頻率的話需要使用晶振作為基準源。
時鐘IC芯片
他主要起著放大頻率和縮小頻率的作用,他和晶振組合后才能在主板上起作用。我們把他稱做為時鐘發生器(晶振+時鐘IC芯片)
時鐘發生器原理
時鐘我們可以把他定義為各個部件的總線頻率速度,他起著分配給各個部件的頻率使他們能夠正常工作。當晶振通電后發出的頻率送入時鐘IC芯片,它的各腳會傳出相對應的頻率通個時鐘IC芯片旁邊的電阻(時鐘IC芯片旁邊左右兩邊一排的小電阻基本為220=22歐,330=33歐)。而內存,與AGP這些高速的時鐘是由北橋內部提供給它的,(注有些主板AGP時鐘不是由北橋提供的)將頻率信號分配到主板各個部件,如(PCI 33M,CPU 100M133M200M I/O 48M和14M,南橋33M &14M北橋100M7&133M&200M
時鐘振蕩器種類介紹
1. X1 振蕩器
X1 振蕩器采用晶體振蕩器或陶瓷振蕩器(2 ~ 10MHz),連接到X1 和X2 引腳。
同樣可以輸入外部時鐘。EXCLK 引腳輸入時鐘信號。
圖5-10 為X1 振蕩器的外部電路示例。
2. XT1 振蕩器
XT1 振蕩器采用晶體振蕩器(標準值為:32.768 kHz),連接到XT1 和XT2 引腳。
圖5-11 為XT1 振蕩器的外部電路示例。
注意事項1. 在使用X1 振蕩器和XT1 振蕩器時,圖5-10 和圖5-11 中被虛線包圍的部分的配線應按照如下配線方法配線,以防止連接線電容產生不利影響。
1.連接線越短越好。
2.連接線不應與其他信號線交叉。流經的電流變化較大的信號線不要在振蕩器周圍布線。
3.要保持振蕩器電容器的接地點電壓與VSS相同。不要將電容的地信號接入大電流地。
4.不要從振蕩器獲取信號。
注意 XT1 振蕩器被設計成低振幅電路,以降低功耗。
圖5-12 為不正確的振蕩器連接示例
備注 在使用副系統時鐘時,分別用XT1 和XT2 代替X1 和X2。串聯電阻也串在XT2 這邊。
圖三圖四
備注 在使用副系統時鐘時,分別用XT1 和XT2 代替X1 和X2。串聯電阻也插在XT2 這邊。
注意事項 2. 當X2 和XT1 并行連接時,X2 的串擾噪音會疊加到XT1,從而產生錯誤。
3. 不使用副系統時鐘
為了降低功耗,如果無需使用副系統時鐘,或者不使用副系統時鐘作為I/O 端口,則可以設置XT1 和XT2 引腳為I/O 模式(OSCSELS = 0),并通過一個電阻獨立連接到VDD 或VSS。
備注 OSCSELS:時鐘操作模式選擇寄存器的第4 位(OSCCTL)
4. 內部高速振蕩器
78K0/LC3 產品中包含內部高速振蕩器。可以通過內部振蕩模式寄存器(RCM)控制振蕩。復位釋放后,內部高速振蕩器自動開始振蕩(8 MHz (TYP.))。
5. 內部低速振蕩器
78K0/LC3 產品中包含內部低速振蕩器。
內部低速振蕩時鐘只作為看門狗定時器、8 位定時器H1 和LCD 控制器/驅動器的時鐘使用。內部低速振蕩時鐘不能用作CPU 時鐘。
可以通過選項字節選擇內部低速振蕩器“可由軟件停止”或“不能停止”。如果設置“可由軟件停止”,則可由內部振蕩模式寄存器(RCM)控制振蕩。
復位釋放后,內部低速振蕩器自動產生振蕩,同時如果使用選項字節允許看門狗定時器操作,則可以驅動看門狗定時器(240 kHz (TYP.))。
6. 預分頻器
當CPU 使用主系統時鐘時,通過分頻主系統時鐘,預分頻器可以產生多種時鐘