單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)|晶振電路設(shè)計(jì)

ID:117358 · 發(fā)表于 2016-5-1 05:21

不好意思，在外出差一直跑，今天晚上6點(diǎn)就在高速上跑，一直到10點(diǎn)多才回到住的地方，消息推送晚了，還希望各位朋友諒解支持。
前天講解了單片機(jī)系統(tǒng)正常工作所需要的基本配置，也就是最小系統(tǒng)。單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括：復(fù)位電路、晶振電路、電源電路、下載電路。從今天開始講解每個(gè)電路，并結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)，展示實(shí)際電路。
1什么是單片機(jī)的晶振電路
晶振是晶體振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)。電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)：高頻和低頻，其中較低的頻率是串聯(lián)諧振；較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏谶@個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。晶振起振波形如下所示：

晶振起振波形圖

2晶振分類
晶振分為無源晶振和有源晶振，無源晶振一般稱之為 crystal（晶體），而有源晶振則叫做 oscillator（振蕩器）。
有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器，它利用石英晶體的壓電效應(yīng)來起振，所以需要供電后它就可以主動(dòng)產(chǎn)生振蕩頻率，并且可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，信號(hào)質(zhì)量也比無源信號(hào)要好。
無源晶振自身無法振蕩起來，它需要芯片內(nèi)部的振蕩電路一起工作才能振蕩，它允許不同的電壓，但是信號(hào)質(zhì)量和精度較有源晶振差一些，價(jià)格也比有源晶振便宜很多。
無源晶振兩側(cè)都會(huì)有個(gè)電容，一般其容值都選在 10pF~40pF 之間，做設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊來選電容值。

↑無源晶振

↑有源晶振

3晶振電路
單片有兩個(gè)引腳：XTAL1和XTAL2，用來接晶振。

接無源晶振：

↑接無源晶振
接有源晶振：

↑接有源晶振
這一節(jié)的復(fù)位電路有沒有講清楚，歡迎加QQ群討論：143586739。明天介紹晶振電路。

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