單片機晶振電路的作用

　　單片機晶振晶體振蕩器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片），石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。其產品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

　　單片機晶振電路

　　晶振是晶體振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻並聯再串聯一個電容的二端網絡。電工學上這個網絡有兩個諧振點，以頻率的高低分，其中較低的頻率是串聯諧振；較高的頻率是並聯諧振。由於晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近，在這個極窄的頻率範圍內，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端並聯上合適的電容它就會組成並聯諧振電路。這個並聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路，由於晶振等效為電感的頻率範圍很窄，所以即使其他元件的參數變化很大，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。

　　晶振有一個重要的參數——負載電容值，選擇與負載電容值相等的並聯電容，就可以得到晶振標稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串聯的容量值就應該等於負載電容。請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個不能忽略。一般的晶振的負載電容為15pF或12.5pF，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個22pF的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。

　　

　　如上圖：晶振是給單片機提供工作信號脈衝的 這個脈衝就是單片機的工作速度 比如 12M晶振 單片機工作速度就是每秒12M 當然 單片機的工作頻率是有範圍的不能太大 一般24M就不上去了 不然不穩定。

　　晶振與單片機的腳XTAL0和腳XTAL1構成的振蕩電路中會產生偕波（也就是不希望存在的其他頻率的波） 這個波對電路的影響不大 但會降低電路的時鐘振蕩器的穩定性 為了電路的穩定性起見 ATMEL公司只是建議在晶振的兩引腳處接入兩個10pf-50pf的瓷片電容接地來削減偕波對電路的穩定性的影響 所以晶振所配的電容在10pf-50pf之間都可以的 沒有什麼計算公式。

　　單片機晶振作用

　　每個單片機系統裡都有晶振，全程是叫晶體震蕩器，在單片機系統裡晶振的作用非常大，他結合單片機內部的電路，產生單片機所必須的時鐘頻率，單片機的一切指令的執行都是建立在這個基礎上的，晶振的提供的時鐘頻率越高，那單片機的運行速度也就越快。

　　晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態下工作，以提供穩定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定範圍內調整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。

　　晶振的作用是為系統提供基本的時鐘信號。通常一個系統共用一個晶振，便於各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調整頻率的方法保持同步。

　　晶振通常與鎖相環電路配合使用，以提供系統所需的時鐘頻率。如果不同子系統需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環來提供。

　　晶振一般採用如圖1a的電容三端式（考畢茲） 交流等效振蕩電路；實際的晶振交流等效電路如圖1b，其中Cv是用來調節振蕩頻率，一般用變容二極體加上不同的反偏電壓來實現，這也是壓控作用的機理；把晶體的等效電路代替晶體後如圖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三個電容串聯後和Co並聯再和C1串聯。可以看出：C1越小，Co越大，Cv變化時對整個槽路電容的作用就越小。因而能「壓控」的頻率範圍也越小。實際上，由於C1很小（1E-15量級），Co不能忽略（1E-12量級，幾PF）。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，壓控範圍越大，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，最後導致停振。採用泛音次數越高的晶振，其等效電容C1就越小；因此頻率的變化範圍也就越小。

　　微控制器的時鐘源可以分為兩類：基於機械諧振器件的時鐘源，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，適用於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晶片工作電壓的一半，比如工作電壓是51單片機的+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 。

　　先說DIP：常用尺寸有HC-49U/T，HC-49S，UM-1，UM-5，這些都是MHZ單位的。

　　再說SMD：有0705，0603，0503，0302，這裡面又分四個焊點和二個焊點的，對我們公司來說默認的是四個焊點的，兩個焊點的材料要求進口，周期長，一般說兩個焊點的做不了。

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