单片机作为微型电子计算机,内部拥有一系列高速计算器件,如 ALU、寄存器、存储器等等,这些计算器件的工作需要高速时钟信号的驱动,而一般的晶振频率较低,无法满足单片机计算器件的高速工作要求。
为了提高单片机的运算速度,可以采用倍频技术,将输入的晶振频率进行倍频,从而驱动单片机内部的计算器件。 单片机内部只有7~40MHz的晶振时钟,而现在市场上常用的晶振频率往往在4~20MHz之间,因此单片机需要倍频。
常见的倍频方式有软件倍频和硬件倍频两种实现方式。
软件倍频是指通过软件程序来实现对单片机的时钟信号进行延时、变形等处理,从而得到高速时钟信号的一种方法,其实现由软件编程实现。
硬件倍频是采用芯片内部最小的辅助时钟电路,将外部输入的晶振信号以 PLL(锁相环) 的方式进行倍频。软件无需编程即可实现高速时钟的输出。
倍频技术可以使系统的性能更加优秀,主要优点如下:
1.提高单片机的运算速度,使其能够处理更多的指令,同时大大缩短程序执行时间;
2.倍频后的晶振频率高,单片机计算器件工作更加稳定,误差更小,性能可靠;
3.采用倍频技术可以有效的降低电磁干扰,提高系统的抗干扰能力。
倍频技术的缺点相对较少,但还是存在一些问题需要注意:
1.倍频芯片较大,在印刷电路板设计和造型上等方面存在局限性;
2.倍频电路可能会产生抖动和波动,对于信号精度要求高的部分使用时要格外关注。