晶體振蕩器通常稱為晶體諧振器,它是一種機電設(shè)備。它是由經(jīng)過精密切割和磨削,電鍍電極和焊接導(dǎo)線損耗很小的石英晶體制成的。
晶體振蕩器,全稱是石英晶體振蕩器,是一種高精度,高穩(wěn)定性的振蕩器。具有一定頻率和峰值的正弦波可以由某個外部電路產(chǎn)生。單片機在運行時需要一個脈沖信號,作為其自身執(zhí)行指令的觸發(fā)信號,可以簡單地想象為:單片機接收到一個脈沖,執(zhí)行一條或多條指令。
對于單片機,晶體振蕩器非常重要。可以說沒有晶體振蕩器就沒有時鐘周期,沒有時鐘周期就不能執(zhí)行程序代碼。在這種情況下,微控制器將無法工作。
晶體振蕩器和單片機的周期
當(dāng)單片機工作時,它從ROM一張接一張地接收指令,然后逐步執(zhí)行它們。單片機一次訪問存儲器的時間稱為機器周期,這是一個時間基準(zhǔn)。一個機器周期包括12個時鐘周期。如果單片機選擇12Mhz晶體振蕩器,則其時鐘周期為1 / 12us,這也是一個晶體周期。它的機器周期之一是12×(1/12)us或1US。
機器周期不僅對于指令執(zhí)行很重要,而且對于計時器和計數(shù)器的時間基準(zhǔn)也很重要。例如,如果單片機選擇12Mhz晶體振蕩器,則當(dāng)計時器的值增加1時,實際經(jīng)過的時間為1US,這是單片機的計時原理。
單片機晶體振蕩器的功能
SCM晶體振蕩器的功能是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常,系統(tǒng)共享一個晶體振蕩器,這對于使部件保持同步很方便。在某些通信系統(tǒng)中,基頻和射頻使用不同的晶體振蕩器,但是它們通過電子頻率調(diào)整來同步。
晶體振蕩器通常與PLL電路一起使用,以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同的子系統(tǒng)需要不同的頻率時鐘信號,則可以通過連接到同一晶體振蕩器的不同PLL提供它們。
在正常工作條件下,普通晶體振蕩器頻率的絕對精度可以達(dá)到百萬分之五十。先進(jìn)的精度更高。某些晶體振蕩器也可以通過施加的電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),稱為壓控振蕩器(VCO)。晶體振蕩器使用一種晶體,該晶體可以將電能和機械能相互轉(zhuǎn)換,并在諧振狀態(tài)下工作,以提供穩(wěn)定而準(zhǔn)確的單頻振蕩。
指令周期
指令周期是執(zhí)行一條指令所需的時間,通常由幾個機器周期組成。所需的機器周期數(shù)隨指令而變化。對于某些簡單的單字節(jié)指令,在指令提取周期中,將指令從指令寄存器中取出后,便會立即對其進(jìn)行解碼和執(zhí)行,而無需其他機器周期。對于某些復(fù)雜的指令,例如傳輸指令和乘法指令,需要兩個或多個機器周期。通常,具有一個機器周期的指令稱為單周期指令,而包含兩個機器周期的指令稱為雙周期指令。簡而言之,沒有晶體振蕩器,就不會有時鐘周期。如果沒有時鐘周期,則無法執(zhí)行程序代碼,
機器周期不僅對于指令執(zhí)行很重要,而且對于計時器和計數(shù)器的時間基準(zhǔn)也很重要。例如,如果單片機選擇一個12 MHz的晶體振蕩器,則當(dāng)計時器的值增加1時,實際經(jīng)過的時間為1US,這是單片機的計時原理。
晶體振蕩器為單片機提供工作信號脈沖。該脈沖是MCU的工作速度。例如12兆赫。MCU的工作速度為每秒12兆位。MCU中也有晶體振蕩器。通過連接外部晶體振蕩器可以獲得更穩(wěn)定的頻率。
另外,這里有一句話:晶體振蕩器和晶體是不一樣的。
晶體振蕩器和晶體之間的區(qū)別
(1)晶體振蕩器是有源晶體振蕩器的縮寫,也稱為振蕩器。晶體是無源晶體振蕩器的縮寫,也稱為諧振器。英文名稱是crystal。
(2)無源晶體振蕩器(Crystal)是一種直接插入兩個引腳的非極性元件,需要時鐘電路的幫助才能產(chǎn)生振蕩信號。49U和49S封裝很常見。
(3)有源晶體振蕩器(晶體振蕩器)通常是一個封裝,其表面有四個引腳,并且內(nèi)部有一個時鐘電路。只能通過電源產(chǎn)生振蕩信號。一般分為7050、5032、3225、2520包裝形式。
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