晶振的作用及原理

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1、每个单片机系统里都有晶振，全程是叫晶体震荡器，在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立 在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单 频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高 有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电

2、子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。下面我就具体的介绍一下晶振的作用以及原理，晶振一般采用如图 1a 的电容三端式（考 毕兹）交流等效振荡电路；实际的晶振交流等效电路如图1b,其中Cv是用来调节振荡频率, 一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现，这也是压控作用的机理；把晶体的等效电路 代替晶体后如图1c。其中Co, C1, L1，RR是晶体的等效电路。abc图1晶娠电路及苴等效槽路分析整个振荡槽路可知,利用 Cv 来改变频率是有限的：决定振荡频率的整个槽路电容 C=C

3、 be,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化 时对整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上,由于 C1 很小 （1E-15量级），Co不能忽略（1E-12量级，几PF）。所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越 来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性， 压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压（Cbe上的电压）却越来越 小，最后导致停振。通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。采 用泛音次数越高的晶振，其等效电容 C1 就越小；因此频率的变化范

4、围也就越小。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，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。用万用表测量晶体振荡器是否工作的方法：测量两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半， 比如工作电压是51单片机的+5V则是否是2.5V左右。另外如果用镊子碰晶体另外一个脚, 这个电压有明显变化，证明是起振了的。晶振的类型有 SMD 和 DIP 型，即贴片和插脚型 。先说DIP:常用尺寸有HC-49U/T, HC-49S, UM-1, UM-5,这些都是MHZ单位的。再说SMD:有0705, 0603, 0503, 0302，这里面又分四个焊点和二个焊点的，对我们公司 来说默认的是四个焊点的，两个焊点的材料要求进口，周期长，一般说两个焊点的做不了。