單片機(jī)中的晶振答疑(一)

單片機(jī)常用晶振頻點(diǎn)11.0592Mhz緣由

最主要的緣由是能夠準(zhǔn)確劃分時(shí)鐘頻率，它與UART的波特率密切相關(guān)，特別是出現(xiàn)高的波特率（19600,19200）時(shí)，11.0592Mhz能準(zhǔn)確提供實(shí)時(shí)信號(hào)。

其次，選用這個(gè)晶振頻點(diǎn)和單片機(jī)中的定時(shí)器有關(guān)聯(lián)。用51單片機(jī)的定時(shí)器做波特率發(fā)生器時(shí)，如果用11.0592Mhz的晶振，根據(jù)公式算下來(lái)需要定時(shí)器設(shè)置的值都是整數(shù)；如果用12Mhz晶振，則波特率都是有偏差的，比如9600，用定時(shí)器取0XFD，實(shí)際波特率10000，一般波特率偏差在4%左右都是可以的，所以也還能用STC90C516 晶振12M 波特率9600，倍數(shù)時(shí)誤差率6.99%，不倍數(shù)時(shí)誤差率8.51%，數(shù)據(jù)肯定會(huì)出錯(cuò)。 這也就是串口通信時(shí)大家喜歡用11.0592MHz晶振的原因，在波特率倍速時(shí)，最高可達(dá)到57600，誤差率0.00%。 用12MHz，最高也就4800，而且有0.16%誤差率，但在允許范圍，所以沒多大影響。

單片機(jī)系統(tǒng)PCB中的晶振

單片機(jī)系統(tǒng)PCB中的晶振常常被要求緊靠單片機(jī)，這是因?yàn)?span style="font-size: 14px; font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, " segoe="" helvetica="" pingfang="" hiragino="" sans="" microsoft="" letter-spacing:="" background-color:="">晶振是通過電激勵(lì)來(lái)產(chǎn)生固定頻率的機(jī)械振動(dòng)，而振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生電流反饋給電路，電路接到反饋后進(jìn)行信號(hào)放大，再次用放大的電信號(hào)來(lái)激勵(lì)晶振機(jī)械振動(dòng)，晶振再將振動(dòng)產(chǎn)生的電流反饋給電路，如此這般。當(dāng)電路中的激勵(lì)電信號(hào)和晶振的標(biāo)稱頻率相同時(shí)，電路就能輸出信號(hào)強(qiáng)大，頻率穩(wěn)定的正弦波。整形電路再將正弦波變成方波送到數(shù)字電路中供其使用。

另晶振的輸出能力有限，僅輸出以毫瓦為單位的電能量。在 IC(集成電路) 內(nèi)部，通過放大器將這個(gè)信號(hào)放大幾百倍甚至上千倍才能正常使用。晶振和 IC 間一般是通過銅走線相連的，這根走線可以看成一段導(dǎo)線或數(shù)段導(dǎo)線，導(dǎo)線在切割磁力線的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生電流，導(dǎo)線越長(zhǎng)，產(chǎn)生的電流越強(qiáng)。現(xiàn)實(shí)中，磁力線不常見， 電磁波卻到處都是，例如：無(wú)線廣播發(fā)射、電視塔發(fā)射、手機(jī)通訊等等。晶振和IC之間的連線就變成了接收天線，它越長(zhǎng)，接收的信號(hào)就越強(qiáng)，產(chǎn)生的電能量就越強(qiáng)，直到接收到的電信號(hào)強(qiáng)度超過或接近晶振產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，IC內(nèi)的放大電路輸出的將不再是固定頻率的方波了，而是亂七八糟的信 號(hào)，導(dǎo)致數(shù)字電路無(wú)法同步工作而出錯(cuò)。所以，畫PCB(電路板)的時(shí)候，晶振離它的放大電路(IC管腳)越近越好。

單片機(jī)電路中的晶振

在單片機(jī)電路使用過程中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)晶振不起振的原因，總結(jié)下來(lái)有以下幾點(diǎn)：

單片機(jī)電路中受單片機(jī)質(zhì)量、PCB板布線錯(cuò)誤、PCB板受潮，導(dǎo)致阻抗失配而不能起振和外圍電路的影響。

晶振中受晶振質(zhì)量、負(fù)載(匹配)電容與晶振不匹配、晶振電路的走線過長(zhǎng)或者有走線和外圍電路的影響。

單片機(jī)中12Mhz晶振的電容數(shù)據(jù)來(lái)源

常選用內(nèi)部時(shí)鐘電路來(lái)分析電容數(shù)據(jù)。其實(shí)這兩個(gè)電容沒人能夠解釋清楚到底怎么選值，因?yàn)?2pF實(shí)在是太小了。這個(gè)要說(shuō)只能說(shuō)和內(nèi)部的振蕩電路自身特性有關(guān)系，搭配使用，用來(lái)校正波形，沒有人去深究它到底為什么就是這么大的值。