單片機晶振是一種晶體振蕩器，它根據(jù)一定的方位角（簡稱晶圓）從石英晶體上切下薄片。石英晶體諧振器簡稱石英晶體或晶體或晶體振蕩器，在封裝中加入IC構(gòu)成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。它的產(chǎn)品通常被封裝在金屬外殼中，也被玻璃、陶瓷或塑料封裝。
單片機時鐘晶振電路的基本作用
晶體振蕩器是晶體振蕩器的簡稱。它可以相當于一個電容器和一個并聯(lián)電阻和一個串聯(lián)電容器的兩端網(wǎng)絡(luò)。在電工技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點，一個是串聯(lián)諧振，另一個是并聯(lián)諧振。由于晶體本身的特性，兩個頻率之間的距離非常近。在這個很窄的頻率范圍內(nèi)，晶體振蕩器相當于一個電感器，只要晶體振蕩器的兩端與適當?shù)碾娙萜鞑⒙?lián)，它就會形成一個并聯(lián)諧振電路。這種并聯(lián)諧振電路可以加在負反饋電路中形成正弦波振蕩電路。由于等效于電感器的晶體振蕩器的頻率范圍很窄，即使其它元件的參數(shù)變化很大，該振蕩器的頻率也不會發(fā)生很大的變化。
選擇與負載電容值相等的并聯(lián)電容，可以得到晶體振蕩器的諧振頻率，這是晶體振蕩器的一個重要參數(shù)。一般來說，晶體振蕩器電路連接到倒置放大器兩端的晶體振蕩器（注意放大器不是反相器），然后兩個電容器分別連接到晶體振蕩器的兩端，每個電容器的另一端是接地。兩個串聯(lián)電容器的電容值應(yīng)等于負載電容。請注意，一般IC的插腳具有等效的輸入電容，這是不可忽略的。晶體振蕩器的負載電容一般為15 pF或12.5 pF。如果考慮到管腳的等效輸入電容，最好選擇由兩個22 pf電容器組成的振蕩電路。
單片機晶體振動電路的功能
如上圖所示：晶體振蕩器是向單片機提供工作信號的脈沖。這個脈沖是單片機的工作速度。例如，12米晶體振蕩器單片機的工作速度為12米每秒。
由晶體振蕩器和單片機的腳XTAL0和腳XTAL1組成的振蕩電路會產(chǎn)生啁啾波（即其它不良頻率的波），對電路影響不大，但會降低電路時鐘振蕩器的穩(wěn)定性。為了電路的穩(wěn)定性，阿特梅爾公司只建議晶體振蕩器的兩個管腳位于晶體振蕩器的兩個管腳處。目前還沒有計算10pF到50pF晶體振蕩器電容的公式。
單片機晶體振動
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基于此。速率越高，微控制器的運行速度就越快。
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百萬分之五十。先進的精度更高。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）。
晶體振蕩器的作用是為系統(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。
晶振通常采用電容器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，一般由變?nèi)荻O管加不同混響來實現(xiàn)。硒偏壓是一種電壓控制機制，用晶體的等效電路代替晶體的等效電路。圖1c替代晶體后。其中，CO、C1、L1和RR是晶體的等效電路。
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