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1、简单学电路晶振是干什么的？suantian 鱼级别：数码3段旦 发帖2040M币2017专家7贡献值9关注Ta发消息St只看楼主 更多操作楼主 发表于：2011-03-15工作原理该图片仅限百度用户交流使用更多图片谙访问计算机都有个计时电路，尽管一般使用“时钟”这 个词来表示这些设备，但它们实际上并不是通 常意义的时钟，把它们称为计时器(timer)可能更 恰当一点。计算机的计时器通常是一个精密加工 过的石英晶体，石英晶体在其张力限度内以一定 的频率振荡，这种频率取决于晶体本身如何切割 及其受到张力的大小。有两个寄存器与每个石英 晶体相关联，一个计数器(counter)和一个保持寄 存器(ho
2、ldingregister)。石英晶体的每次振荡使计 数器减1。当计数器减为0时，产生一个中断， 计数器从保持计数器中重新装入初始值。这种方法使得对一个计时器进行编程，令其每秒产生6 0次中断(或者以任何其它希望的频率产生中断) 成为可能。每次中断称为一个时钟嘀嗒(clocktic k)。该图片仅限百度用户交流使用更多图片倩访间晶振在电气上可以等效成一个电容和一个 电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上 这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较 低的频率为串联谐振，较高的频率为并联谐振。 由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相 当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等 晶 振效为一个电
3、感，所以只要晶振的两端并联上合 适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐 振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦 波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很 窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。晶振有一个重 要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容 值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振 频率。一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大 器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振， 再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的 另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应 该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等 效输入电容，这个不能忽略。一般的晶振的负载
4、 电容为15p或12.5P，如果再考虑元件引脚的等 效输入电容,则两个22p的电容构成晶振的振荡 电路就是比较好的选择。功能作用晶振在应用具体起到的作用，微控制器的时 钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟 源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC （电阻、电容） 振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置晶振，适 用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器 通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系 数。RC振荡器能够快速启动，成本也比较低， 但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度 较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变 化。但其性能受环境条件和电路元件选择的影
5、响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板 布局。在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电 容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q 值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动 时很容易产生频率漂移（甚至可能损坏）。影响 振荡器工作的环境因素有：电磁干扰（EMI）、 机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大 输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情 况下，还会造成振荡器停振。上述大部分问题都 可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振 荡器、提供低阻方波输出，并且能够在一定条件 下保证运行。最常用的两种类型是晶振模块和集 成RC振荡器（硅振荡器）。晶振模块提供与分 立晶振相同的精度。硅振荡
6、晶振器的精度要 比分立RC振荡器高，多数情况下能够提供与陶 瓷谐振槽路相当的精度。选择振荡器时还需要考虑功耗。分立振荡器 的功耗主要由反馈放大器的电源电流以及电路 内部的电容值所决定CMOS放大器功耗与工作 频率成正比，可以表示为功率耗散电容值。比如， HC04反相器门电路的功率耗散电容值是90pF。 在4MHz、5V电源下工作时，相当于1.8mA的 电源电流。再加上20pF的晶振负载电容，整个 电源电流为2.2mA。陶瓷谐振槽路一般具有较大 的负载电容，相应地也需要更多的电流。相比之 下，晶振模块一般需要电源电流为10mA 60m A。硅振荡器的电源电流取决于其类型与功能， 范围可以从低频（固定）器件的几个微安到可编 程器件的几个毫安。一种低功率的硅振荡器，如 MAX7375,工作在4MHz时只需不到2mA的电 流。在特定的应用场合优化时钟源需要综合考 虑以下一些因素：精度、成本、功耗以及环境需
