每個單片機系統(tǒng)都有晶體振蕩器，整個過程稱為晶體振蕩器。晶體振蕩器在單片機系統(tǒng)中起著非常重要的作用。它結(jié)合單片機內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率。單片機所有指令的執(zhí)行都基于此。晶體振蕩器提供的時鐘頻率越高，單片機的工作速度就越快。
晶體振蕩與晶體在共振狀態(tài)下工作，晶體將電能和機械能相互轉(zhuǎn)換，以提供穩(wěn)定和準(zhǔn)確的單頻振蕩。在正常工作條件下，普通晶體頻率的絕對精度可達(dá)百萬分之五十。先進(jìn)的精度更高。一些晶體振蕩器也可以通過施加的電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)其頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。
晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常在系統(tǒng)中使用一個單晶振蕩器來保持所有部件的同步。在一些通信系統(tǒng)中，基頻和射頻使用不同的晶體振蕩器，但通過電子調(diào)節(jié)頻率來保持同步。
晶體振蕩器通常與鎖相環(huán)電路一起使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同的子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，它們可以由連接到同一晶體振蕩器的不同鎖相環(huán)提供。
晶體振蕩器通常采用電容式三端交流等效振蕩器電路，如圖1a所示。實際晶體振蕩器交流等效電路如圖1b所示，其中cv用于調(diào)節(jié)振蕩頻率，通常由變?nèi)荻O管加上不同的反向偏壓來實現(xiàn)，這也是其機理。電壓控制。晶體等效電路由晶體電路代替，如圖1C所示，其中CO、C1、L1、RR為晶體等效電路。
對整個振蕩通道的分析表明，用cv來改變頻率是有限的：決定振蕩頻率的整個通道電容是c=cbe，cce，cv串聯(lián)，然后與co并聯(lián)，與c 1串聯(lián)?？梢钥闯觯琧1越小，co越大，cv對整個通道電容的影響越小。因此，電壓控制的頻率范圍較小。事實上，由于c1非常?。?e-15量級），所以co不能被忽略（1e-12量級，幾個pfs）。因此，當(dāng)Cv變大時，降低信道頻率的作用越來越小，而增加信道頻率的作用越來越大。一方面，它會引起電壓控制特性的非線性。電壓控制范圍越大，非線性越嚴(yán)重。另一方面，反饋電壓（CBE上的電壓）越來越小，最終導(dǎo)致振動停止。泛音頻率越高，等效電容C1越小，頻率范圍越小。
單片機的時鐘源可分為兩類：基于機械諧振器件的時鐘源，如晶體振蕩器和陶瓷諧振通道，以及RC（電阻和電容）振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器的結(jié)構(gòu)，適用于晶體振蕩器和陶瓷諧振槽。另一個是一個簡單的離散RC振蕩器。
用萬用表測量晶體振蕩器是否工作的方法是測量兩個引腳的電壓是否為芯片工作電壓的一半，如51單片機+5V的工作電壓是否在2.5V左右，另外，如果用鑷子觸摸晶體的另一個腳，電壓會發(fā)生明顯的變化，這就證明了是振蕩的。
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