每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)都有晶體振蕩器，整個(gè)過程稱為晶體振蕩器。晶體振蕩器在單片機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用。它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率。單片機(jī)所有指令的執(zhí)行都基于此。晶體振蕩器提供的時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)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(jī)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(shí)鐘信號(hào)。通常在系統(tǒng)中使用一個(gè)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(shí)鐘頻率。如果不同的子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，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(shí)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(shí)現(xiàn)，這也是其機(jī)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(gè)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(gè)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?，c1越小，co越大，cv對整個(gè)通道電容的影響越小。因此，電壓控制的頻率范圍較小。事實(shí)上，由于c1非常小（1e-15量級(jí)），所以co不能被忽略（1e-12量級(jí)，幾個(gè)pfs）。因此，當(dāng)Cv變大時(shí)，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(huì)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(dòng)停止。泛音頻率越高，等效電容C1越小，頻率范圍越小。
單片機(jī)的時(shí)鐘源可分為兩類：基于機(jī)械諧振器件的時(shí)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(gè)是一個(gè)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(gè)引腳的電壓是否為芯片工作電壓的一半，如51單片機(jī)+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(gè)腳，電壓會(huì)發(fā)生明顯的變化，這就證明了是振蕩的。
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