单片机为什么使用无源晶振 单片机为何使用无源晶振

1、单片机使用无源晶振的基本原因

单片机嵌入式系统中需要一个精准时钟信号，以便其完成相应的计算、定时、测量等功能。无源晶振是一种简单、可靠、价格低廉的时钟信号源，因此被广泛应用于单片机中。

与有源晶振相比，无源晶振在价格、功耗、稳定性、可靠性等方面优势明显。尤其在功耗方面，无源晶振因其不需要外部驱动电路，功耗更低，可以大大节约单片机系统能源，从而延长电池续航时间。

2、无源晶振的结构和工作原理

无源晶振通常由石英晶片和适当的负载电容组成，晶片有两个相互垂直的振动方向，当加电后，在电场的作用下，会产生机械振动。晶片振动的频率，通过晶片的尺寸、厚度和内部电场等因素决定，因此石英晶体的振动频率非常稳定、精准。

当无源晶振接入电路中时，晶片的振动会产生一定的电压信号，该信号经过后续的滤波、放大等处理后，就可以成为单片机系统的时钟信号，完成对单片机系统的时钟同步控制。

3、无源晶振的优缺点比较

无源晶振优点：

• 价格低廉，可以大量生产；
• 功耗低，可以延长系统电池续航时间；
• 稳定性强，频率稳定、精度高；
• 可靠性高，寿命长、频率漂移小。

无源晶振缺点：

由于无源晶振是通过共振的方式来产生振荡的，因此其启动时间较长，信号稳定后才能开始正常工作。同时，由于无源晶振的频率一般为固定值，不能进行调节和校准，因此应用范围相对有一定的局限性。

4、无源晶振的应用场景

由于无源晶振的价格低廉、功耗低、稳定性强等优点，因此常被应用于一些对时钟频率要求不高、工作在稳定环境下的嵌入式系统中。例如：

• 电子产品中的时钟电路，如电子钟、计时器等。
• 一些控制设备中的时钟信号源。
• 车载电子设备中的计时、测速等功能。
• 小型传感器中的时钟信号源。