单片机试验中,晶振的作用是什么

c202023-04-28  27

单片机工作时,是一条一条地从RoM中取指令,然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间,称之为一个机器周期,这是一个时间基准。—个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机选择了12MHz晶振,它的时钟周期是1/12us,它的一个机器周期是12×(1/12)us,也就是1us。

MCS—51单片机的所有指令中,有一些完成得比较快,只要一个机器周期就行了,有一些完成得比较馒,得要2个机器周期,还有两条指令要4个机器周期才行。为了衡量指令执行时间的长短,又引入一个新的概念:指令周期。所谓指令周期就是指执行一条指令的时间。例如,当需要计算DJNZ指令完成所需要的时间时,首先必须要知道晶振的频率,设所用晶振为12MHz,则一个机器周期就是1us。而DJNZ指令是双周期指令,所以执行一次要2us。如果该指令需要执行500次,正好1000us,也就是1ms。

机器周期不仅对于指令执打有着重要的意义,而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12MHz晶振,那么当定时器的数值加1时,实际经过的时间就是1us,这就是单片机的定时原理。

简单地说,没有晶振,就没有时钟周期,没有时钟周期,就无法执行程序代码,单片机就无法工作。

晶振电路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。

工作原理

在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络。电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。

由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。

大家都知道交流电和直流电吧,要把交流电变成直流电的话,你会用到整流滤波电路,或是开关电源;要是把直流电变成交流电呢,就没有那么简单了,在这里就可以用一个振荡电路,将直流电晶体振荡器就会产生交流电。这晶体振荡器不外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。这样的装置或说是一种电路就可以称为“晶体振荡器”。振荡电路应用也很广,如在无线电广播和通信设备中都是必不可少的装置,电磁波 在上可以找到振荡电路,可以供你参考,本文介绍了振荡器的作用。本人文采有限。介绍不是很完整,请理解。

电风扇电路板上的晶振起定时参照标准作用

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-- 晶振在应用具体起到什么作用

微控制器的时钟源可以分为两类:基于机械谐振器件的时钟源,如晶振、陶瓷谐振槽路;RC(电阻、电容)振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置,适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。

基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。RC振荡器能够快速启动,成本也比较低,但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差,会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。

但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时,陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感,但在过驱动时很容易产生频率漂移(甚至可能损坏)。影响振荡器工作的环境因素有:电磁干扰(EMI)、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化,增加不稳定性,并且在有些情况下,还会造成振荡器停振。

上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波输出,并且能够在一定条件下保证运行。最常用的两种类型是晶振模块和集成RC振荡器(硅振荡器)。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高,多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的精度。

选择振荡器时还需要考虑功耗。分立振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流以及电路内部的电容值所决定。CMOS放大器功耗与工作频率成正比,可以表示为功率耗散电容值。比如,HC04反相器门电路的功率耗散电容值是90pF。在4MHz、5V电源下工作时,相当于18mA的电源电流。再加上20pF的晶振负载电容,整个电源电流为22mA。陶瓷谐振槽路一般具有较大的负载电容,相应地也需要更多的电流。相比之下,晶振模块一般需要电源电流为10mA ~60mA。硅振荡器的电源电流取决于其类型与功能,范围可以从低频(固定)器件的几个微安到可编程器件的几个毫安。一种低功率的硅振荡器,如MAX7375,工作在4MHz时只需不到2mA的电流。

在特定的应用场合优化时钟源需要综合考虑以下一些因素:精度、成本、功耗以及环境需求。

晶振电路的作用是为单片机合格的时钟信号流。如果你学过数字电路的话,你就会知道,单片机电路是由无数的门电路组成,而门电路工作时就需要时钟信号作为触发,过来一个脉冲,门电路就执行一次,过来多少个脉冲,门电路就执行多少次。所以,在同样电路的情况下,脉冲频率越高,单片机性能也越高。

单片机,全称单片微型计算机(英语:Single-Chip Microcomputer),又称微控制器(Microcontroller),是把中央处理器、存储器、定时/计数器(Timer/Counter)、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比,它更强调自供应(不用外接硬件)和节约成本。它的最大优点是体积小,可放在仪表内部,但存储量小,输入输出接口简单,功能较低。由于其发展非常迅速,旧的单片机的定义已不能满足,所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器;从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的32位300M的高速单片机。

电视机中晶振的作用:

1、在实际工作中出现故障它会导致无伴音,不开机,集成电路工作不稳定或者直接不工作,晶振的作用是产生振荡,按照规定的频率起谐振作用,避免屏幕上就像是闪电一样到处闪。

2、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,晶振就是步调的基准。

晶振主要是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,以提供稳定精准的单频振荡。

晶振是种控制频率元件,在电路模块中提供频率脉冲信号源,在信号源传输的过程中晶振在电路配合下发出指令,通过与其他元件配合使用。简单点来说就是晶振的作用是给电路提供一定频率的稳定的震荡(脉冲)信号,比如石英钟,就是通过对脉冲记数来走时的。

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