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晶振在单片机中起着什么作用

2020-02-20 00:08 次阅读

  晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片,石英晶体谐振器,简称为石英晶体,简称晶振;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。

  

  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。

  晶振的选择和PCB板布局会对VCXOCLK发生器的性能参数产生一定的影响。选择晶体时,除了频率、封装、精度和工作温度范围,在VCXO应用中还应注意等效串联电阻和负载电容。串联电阻导致晶体的功耗增大。阻值越低,振荡器越容易起振。

  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。

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