晶振在電路中的作用
Q1:真心不明白晶振對(duì)單片機(jī)的作用是怎么樣的?
Q2:CPU處理數(shù)據(jù)需要晶振嗎?
Q3:一條指令傳到CPU他就是一連串的0,1形式的方波,CPU自然會(huì)處理,為什么要晶振。只要有電壓0,1這樣形式的方波就會(huì)在電路中傳輸啊?
Q4:CPU處理完一條再接著處理下一條不就可以了。如果單片機(jī)沒有晶振會(huì)會(huì)出現(xiàn)什么情況?
A: 如果你能超越時(shí)間,那就可以不需要晶振,如果你超越不了,那沒有晶振或者振蕩器,那么單片機(jī)也好,CPU也好,什么都干不了;晶振就像交通燈的時(shí)間計(jì)數(shù)一樣,如果時(shí)間停止了,交通燈信號(hào)也不切換了,就僵死在那里。
A::數(shù)字電路都是按節(jié)拍來進(jìn)行處理的,而晶振就是提供這個(gè)節(jié)拍的,如果沒有了晶振,也就沒有了節(jié)拍,那也就不能處理任何數(shù)據(jù)了。我們現(xiàn)在說CPU主頻是多少,其實(shí)這個(gè)主頻就相當(dāng)于單片機(jī)上面的晶振。
晶振是電路中常用用的時(shí)鐘元件,全稱是叫晶體震蕩器。
在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大,他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路,產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率,單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的,晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高,那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。
(不同頻率的晶振有著不同的作用, 例如:32.768K晶振通常用于時(shí)間顯示,16MHZ、26MHZ等用于傳輸信號(hào)的)
晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作,以提供穩(wěn)定,精確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO)。晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。
基本構(gòu)成: 石英晶體經(jīng)精密切割磨成需要的薄片,并鍍上電極焊上引線做成。
主要作用: 在各種電路中,產(chǎn)生震蕩頻率的元器件(頻率越高,單片機(jī)運(yùn)行的速度越快)。
工作原理: 壓電效應(yīng),電能—>機(jī)械能、機(jī)械能—>電能,晶體薄片的兩個(gè)電極上加交流電壓,晶片會(huì)隨電壓的變化產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)在晶片表面產(chǎn)生交變電場(chǎng),一般情況下,晶片的機(jī)械震動(dòng)幅度和交變電場(chǎng)振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率和晶體片的固有頻率一致時(shí),振幅會(huì)明顯加大,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,它與LC回路諧振現(xiàn)象和相似。
晶振的封裝: 一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。
晶振的分類: 晶體振蕩器也分為無源晶振 和 有源晶振 兩種類型。
無源晶振與有源晶振(諧振)的英文名稱不同,無源晶振為crystal(晶體),而有源晶振則叫做oscillator(振蕩器)。
無源晶振需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào),自身無法振蕩起來,所以“無源晶振”這個(gè)說法并不準(zhǔn)確(需要外圍電路、成本低)。
有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器。石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的一種電子器件(自帶振蕩,真正意義上的晶振,成本較高,穩(wěn)定性強(qiáng))。
石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)來起振,而石英晶體諧振器是利用石英晶體和內(nèi)置IC共同作用來工作的。振蕩器直接應(yīng)用于電路中,諧振器工作時(shí)一般需要提供3.3V電壓來維持工作。振蕩器比諧振器多了一個(gè)重要技術(shù)參數(shù):諧振電阻(RR),諧振器沒有電阻要求。RR的大小直接影響電路的性能,因此這是各商家競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要參數(shù)。