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[导读]什么是晶振?晶振在电路中的作用是什么

晶振在电路中的作用

Q1:真心不明白晶振对单片机的作用是怎么样的?

Q2:CPU处理数据需要晶振吗?

Q3:一条指令传到CPU他就是一连串的0,1形式的方波,CPU自然会处理,为什么要晶振。只要有电压0,1这样形式的方波就会在电路中传输啊?

Q4:CPU处理完一条再接着处理下一条不就可以了。如果单片机没有晶振会会出现什么情况?

A: 如果你能超越时间,那就可以不需要晶振,如果你超越不了,那没有晶振或者振荡器,那么单片机也好,CPU也好,什么都干不了;晶振就像交通灯的时间计数一样,如果时间停止了,交通灯信号也不切换了,就僵死在那里。

A::数字电路都是按节拍来进行处理的,而晶振就是提供这个节拍的,如果没有了晶振,也就没有了节拍,那也就不能处理任何数据了。我们现在说CPU主频是多少,其实这个主频就相当于单片机上面的晶振。

晶振是电路中常用用的时钟元件,全称是叫晶体震荡器。



在单片机系统里晶振的作用非常大,他结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。

(不同频率的晶振有着不同的作用, 例如:32.768K晶振通常用于时间显示,16MHZ、26MHZ等用于传输信号的)

晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。晶振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。

基本构成: 石英晶体经精密切割磨成需要的薄片,并镀上电极焊上引线做成。

主要作用: 在各种电路中,产生震荡频率的元器件(频率越高,单片机运行的速度越快)。

工作原理: 压电效应,电能—>机械能、机械能—>电能,晶体薄片的两个电极上加交流电压,晶片会随电压的变化产生机械振动,同时晶片的机械振动又会在晶片表面产生交变电场,一般情况下,晶片的机械震动幅度和交变电场振幅非常微小,但当外加交变电压的频率和晶体片的固有频率一致时,振幅会明显加大,这种现象称为压电谐振,它与LC回路谐振现象和相似。

晶振的封装: 一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。


晶振的分类: 晶体振荡器也分为无源晶振 和 有源晶振 两种类型。

无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。

无源晶振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,所以“无源晶振”这个说法并不准确(需要外围电路、成本低)。

有源晶振是一个完整的谐振振荡器。石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件(自带振荡,真正意义上的晶振,成本较高,稳定性强)。

石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振,而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。振荡器直接应用于电路中,谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。振荡器比谐振器多了一个重要技术参数:谐振电阻(RR),谐振器没有电阻要求。RR的大小直接影响电路的性能,因此这是各商家竞争的一个重要参数。


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