被譽為微型計算機系統(tǒng)-單片機

它與晶振有什么聯(lián)系

會有什么樣的工作原理

單片機內(nèi)外晶振有差異嗎

#01

單片機晶振的作用

單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(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。單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片機接的一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振提供的時鐘頻率。

#02

單片機晶振電路原理

單片機一般采用三端式（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。單片機訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機器周期，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，單片機就無法工作。

#03

單片機內(nèi)外部晶振的區(qū)別

單片機的外部晶振穩(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，從而進入休眠狀態(tài)，降低功耗。

而單片機的內(nèi)部晶振一般不夠準(zhǔn)確，誤差比較大。但單片機的內(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)。