晶振是单片机外部晶体振荡元件的一种,一般由晶体振荡器和负载电容组成。单片机晶振的选择需要考虑频率、稳定性、质量和功耗等方面。在选择晶振时需要考虑单片机内核及周边设备对晶振的适应性,以及晶振的制造质量和工作环境对稳定性的影响。
频率:晶振频率必须与单片机的内部时钟相匹配,通常单片机提供了时钟分频器使晶振频率与内核相适应。在晶振频率相同的情况下,晶体的质量这决定了晶振的相位稳定性和温度稳定性,因此,高质量的晶振提供更精准的计时。
稳定性:晶振稳定性是指在一段时间内的频率稳定性和相位稳定性,也就是说晶振在同一温度和电源电压下工作时,产生的频率和相位差变化不会太大。如果晶振的稳定性不好,则会产生计时误差,并影响系统的稳定性。
负载电容是指晶振旁边的电容,通常晶振要求加上2个负载电容来调整振荡器的特性,以提供最佳性能,控制振荡器频率。
负载电容的大小是一个重要因素,它是根据晶体谐振器的特性和线路容量来计算的。如果负载电容值过大,则会影响晶振的起振能力,导致晶振起振不稳定或不能起振;反之,如果负载电容值过小,则会影响晶振的稳定性和起振范围。因此,在选择负载电容时,需要根据晶振的外观和规格来计算适当的负载电容。
晶振的工作环境因素有很多,如温度、电磁干扰和电源电压等。这些环境因素会影响晶振的产生频率和稳定性。晶振是非常灵敏的元件,不同的环境变化会导致晶振频率和相位产生变化,从而影响系统稳定性和准确性。
温度是影响晶振稳定性最重要的环境因素之一。晶振产生的频率取决于晶体振荡器的特性,而晶体振荡器的特性会受到温度的影响。一般情况下,晶振的起振范围可以通过电磁干扰和电源电压滤波电路来控制。
在单片机应用中使用晶振时,要注意以下几个方面:
(1)在焊接晶振时,注意正确焊接晶振引脚,同时不要让引脚短路。
(2)晶振应通过引线或贴片方式固定到印刷电路板上,以避免晶振震动受外界干扰。
(3)晶振的输入和输出端要有充分的距离,以避免相互影响。
(4)晶振在工作时应加上适当的外壳和屏蔽。
总之,晶振的选择和使用要在系统稳定性、时序精度和可靠性等方面进行全面考虑。