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在學(xué)習(xí)單片機(jī)的時(shí)候,總是伴隨很多有關(guān)于晶振的問題,其實(shí)晶振就如同人的心臟,是血液的脈搏 。把單片機(jī)的晶振問題搞明白了,51單片機(jī)的其他問題迎刃而解 。
什么是晶振晶振一般叫做晶體諧振器,是一種機(jī)電器件,是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成 。
晶振,全稱是石英晶體振蕩器,是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器 。通過一定的外接電路來(lái),可以生成頻率和峰值穩(wěn)定的正弦波 。而單片機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候,需要一個(gè)脈沖信號(hào),做為自己執(zhí)行指令的觸發(fā)信號(hào),可以簡(jiǎn)單的想象為:?jiǎn)纹瑱C(jī)收到一個(gè)脈沖,就執(zhí)行一次或多次指令 。
對(duì)于單片機(jī)來(lái)說晶振是很重要的,可以說是沒有晶振就沒有時(shí)鐘周期,沒有時(shí)鐘周期就無(wú)法執(zhí)行程序代碼,那樣的話單片機(jī)就無(wú)法工作 。
晶振與單片機(jī)周期單片機(jī)工作時(shí),是一條一條地從RoM中取指令,然后一步一步地執(zhí)行 。單片機(jī)訪問一次存儲(chǔ)器的時(shí)間,稱之為一個(gè)機(jī)器周期,這是一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn) 。—個(gè)機(jī)器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期 。如果一個(gè)單片機(jī)選擇了12MHz晶振,它的時(shí)鐘周期是1/12us,也是一個(gè)晶振周期 。它的一個(gè)機(jī)器周期是12×(1/12)us,也就是1us 。
機(jī)器周期不僅對(duì)于指令執(zhí)行有著重要的意義,而且機(jī)器周期也是單片機(jī)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的時(shí)間基準(zhǔn) 。例如一個(gè)單片機(jī)選擇了12MHz晶振,那么當(dāng)定時(shí)器的數(shù)值加1時(shí),實(shí)際經(jīng)過的時(shí)間就是1us,這就是單片機(jī)的定時(shí)原理 。
單片機(jī)晶振的作用單片機(jī)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 。
晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用,以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率 。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào),可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供 。
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(wàn)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 。
指令周期指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間,一般由若干個(gè)機(jī)器周期組成 。指令不同,所需的機(jī)器周期數(shù)也不同 。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的的單字節(jié)指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即譯碼執(zhí)行,不再需要其它的機(jī)器周期 。對(duì)于一些比較復(fù)雜的指令,例如轉(zhuǎn)移指令、乘法指令,則需要兩個(gè)或者兩個(gè)以上的機(jī)器周期 。通常含一個(gè)機(jī)器周期的指令稱為單周期指令,包含兩個(gè)機(jī)器周期的指令稱為雙周期指令 。簡(jiǎn)單地說,沒有晶振,就沒有時(shí)鐘周期,沒有時(shí)鐘周期,就無(wú)法執(zhí)行程序代碼,單片機(jī)就無(wú)法工作 。
機(jī)器周期不僅對(duì)于指令執(zhí)行有著重要的意義,而且機(jī)器周期也是單片機(jī)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的時(shí)間基準(zhǔn) 。例如一個(gè)單片機(jī)選擇了12兆赫茲晶振,那么當(dāng)定時(shí)器的數(shù)值加1時(shí),實(shí)際經(jīng)過的時(shí)間就是1us,這就是單片機(jī)的定時(shí)原理 。
晶振是給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖的 。這個(gè)脈沖就是單片機(jī)的工作速度 。比如12兆晶振 。單片機(jī)工作速度就是每秒12兆 。單片機(jī)內(nèi)部也有晶振 。接外部晶振可以或得更穩(wěn)定的頻率 。
另外,在此提一句:晶振與晶體是不一樣的 。
晶振與晶體的區(qū)別(1)晶振是有源晶振的簡(jiǎn)稱,又叫振蕩器,英文名稱是oscillator 。晶體則是無(wú)源晶振的簡(jiǎn)稱,也叫諧振器 。英文名稱是crystal 。
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