单片机是一种通过内部存储器、外部输入输出口、计数器/定时器和通信接口等实现特定功能的微型计算机。在单片机的工作中需要不断地从外界采集数据,同时也需要不断地输出信息。而为了确保数据的准确性和稳定性,单片机需要使用晶振。
晶振是一种通过压电效应在晶片上产生振荡的元件,其在单片机的作用是为其提供系统时钟。对于单片机来说,必须要有一个基准信号,才能够正常运转。晶振作为单片机的时钟源,提供了一个稳定而精确的振荡频率,以使单片机获得更为准确的计时,并且在处理数据时不会出错。
按照晶振的振荡方式,可以将晶振分为两种:常见的晶体谐振器和压控晶振。
晶体谐振器是一种由晶体谐振电路组成的振荡器件,其输出的频率稳定,但是波形不很正弦,相位稳定性差,要想保证其稳定性和准确性,需要升高谐振器的品质。
压控晶体谐振器是一种集合了样品和保持环节的电路。通过电压可以改变其共振频率,并且可以产生较高质量的正弦波输出。
晶振的基本结构由晶片和电极组成。晶片是晶振核心部件,其中包含压电陶瓷片,晶体谐振电路等。晶振的电极由输出端和输入端组成,分别连接到晶片的两个引脚上。
在正常的工作状态下,当晶片上有输入信号时,压电片会产生相应的位移,激发晶体谐振电路的谐振效应。谐振电路会通过晶振的输出接口输出一个产生振荡的电信号,该信号的频率是由晶体参数决定的。同时,由于晶体谐振电路的频率是非常稳定的,所以晶振的输出信号也是一个具有稳定频率的波形。
在单片机设计时,应该根据自己的需要来选择合适的晶振。选择晶振时,应该关注以下几点
1.精度要求。不同的设计应用,其精度要求是不同的,例如工业控制、无线通讯等应用对精度的要求各不相同。
2.工作温度。通常情况下,晶振在不同的温度下,其谐振频率是有变化的,所以在选择晶振时,应该谨慎地考虑其使用场合。
3.稳定性。在某些特定的应用中,由于各种原因,会出现晶振频率发生改变的情况。而在生产过程中,不同的晶振其稳定性是有差异的,因此需要根据实际需求来选择适合自己的晶振。