晶振的作用是什么？

石英晶体谐振器，简称石英晶体或晶振，是利用石英晶体(又称水晶)的压电效应，用来产生高精度振荡频率的一种电子元件，属于被动元件。该元件主要由石英晶片、基座、外壳、银胶、银等成分组成。根据引线状况可分为直插(有引线)与表面贴装(无引线)两种类型。当前常见的主要封装型号有HC-49U、HC-49/S、GLASS、UM-1、UM-4、UM-5与SMD。压电效应：对某些电介质施加机械力而引起它们内部正负电荷中心相对位移，产生极化，从而导致介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷在一定应力范围内，机械力与电荷呈线性可逆关系。这种现象称为压电效应。

一般的晶振作用是产生振荡，晶振有不同的频率，可以使电路工作在稳定的频率范围之内，它是给集成电路的启振器件，晶振就是步调基准、稳定频率、选择频率。几乎所有工业，科技，车载，数码，电子等多个领域都可以用得上晶振。晶振在电路中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。

有源晶振的作用：有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件。有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单。但是价格方面就相对无源晶振高。

无源晶振的作用：无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来。

比如：有时钟电路，用的就是无源晶振，无源晶体需要用DSP片内的振荡器，无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，

无源的要和其他元件才能组成正常的振荡电路,同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。

晶体振荡器不仅仅是给MCU提供时钟，它在各个领域有各种应用，下面简单介绍一些晶体振荡器的应用：

科尔皮兹晶体振荡器

Colpitts振荡器用于产生非常高频率的正弦输出信号。该振荡器可以用作不同类型的传感器，例如温度传感器。使用Colpitts电路中的某些设备，我们可以实现更高的温度稳定性和高频。

阿姆斯壮晶体振荡器

该电路一直流行到1940年代。这些在再生无线电接收机中被广泛使用。在该输入中，来自天线的射频信号通过一个额外的绕组磁性耦合到振荡电路中，并且减少了反馈，以在反馈环路中进行增益控制。最后，它产生了一个窄带射频滤波器和放大器。在该晶体振荡器中，LC谐振电路被反馈环路取代。

皮尔斯晶体振荡器

在这个简单的电路中，晶体确定振荡频率，并以其串联谐振频率工作，ƒs在输出和输入之间提供低阻抗路径。谐振时有一个180 度的相移，使反馈为正。输出正弦波的幅度限制为漏极端子的最大电压范围。

以STM32F207为例，一般情况下外部高速时钟(HSE)我们接25M的无源晶振。在用户手册中ST提供了两种方式：

外部高速时钟(HSE)可以通过两个时钟源产生：

1、外部晶体/陶瓷谐振器

2、外部用户时钟

在外部时钟模式中，直接向OSC_IN引脚输入25MHZ的时钟信号，OSC_OUT处于高阻态。也就是说，我们可以外接有源晶振，但是上文说到，一般有源晶振价格都会高一点，很少有外接有源晶振的案例。

上面我们说到，STM32内部集成了晶体振荡器的外部电路，如果外接无源晶振，STM32理论上可以通过禁止部分电路，达到关闭外部高速时钟(HSE)的目的。

事实上，在STM32F207的RCC时钟控制寄存器(RCCclock control register)的16位HSEON，用来打开或关闭HSE振荡器。

晶振在电路中有着很重要的作用，晶振也用在许多电子产品上，比如，手机电路中就内置有晶振，在我们使用手机的过程中，如不小心摔手机次数过多都有可能导致手机不触感不灵敏或出现其他问题，由此看得出晶振在电路板上的重要性。