一、 什么是晶振
晶振,全名叫"晶體振蕩器",它在電路當(dāng)中起到產(chǎn)生振蕩頻率的作用,我們都知道,單片機可以看成是在時鐘驅(qū)動下的時序邏輯電路,那么這個所需要的時鐘就是晶振來產(chǎn)生晶振,可以說它的單片機的心臟,讓單片機時刻有脈動,它控制著計算機的工作節(jié)奏,晶振的頻率有32.768kHz、1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、12MHz......當(dāng)然,還有很多其他頻率。
晶振有無源晶振以及有源晶振,我們平時看到在電路板上面由電容、電阻等元器件來助起振的晶振其實就是無源晶振,它需要外部元器件輔助;二有源晶振它在單片機內(nèi)部里面,它不用外部元器件輔助起振。時鐘信號可以三種方式產(chǎn)生:一種是內(nèi)部方式,利用芯片內(nèi)部的振蕩電路,不過一般是RC振蕩電路,產(chǎn)生時鐘信端;另兩種為外部方式,即外接一個晶振,時鐘信號由外部引入和引入外部振蕩器作為輸入。
二、 如何選擇合適的晶振
可以說現(xiàn)在的晶振很多,我說的是單片機外接的晶振,有石英晶振,有溫度補償?shù)?strong>晶振等等,那么我們在選擇晶振 時候需要注意哪些細節(jié)呢?
晶振主要的參數(shù)無非主要是這幾個:頻率;精度;適用的環(huán)境溫度,封裝尺寸。
1、 頻率
這應(yīng)該最主要的參數(shù),頻率決定著單片機能否高速運行,如果使用過程中對于頻率要求不是很嚴格,可以考慮用單片機內(nèi)部晶振晶振,例如對于STM32內(nèi)部晶振它可以達到8MHz,甚至16Hz,如果對頻率要求不高的話,也就是普通類型的驅(qū)動之類,不涉及兩個單片機通訊、不涉及串口通信、不涉及時間方面,例如定時等,這時候可以考慮用單片機內(nèi)部晶振,例如ST單片機內(nèi)部自帶的RC時鐘 HSI(High-speed internal (HSI) RCoscillator), 頻率一般是8MHz或16MHz,一般的貼片無源晶振都要幾毛錢,如果使用內(nèi)部振蕩,可以省去不少錢呢,同時電路也省去了不少元器件;
2、 精度
如果對于精度要求很高的話,例如電路當(dāng)中會涉及到時間的準確精度的話那就只能用外部晶振了,因為外部晶振比較穩(wěn)定而內(nèi)部晶振的誤差比較大,時間久了對于時間的累積產(chǎn)生很大誤差,特別是對于RC振蕩器對于溫度比較敏感,容易受其影響。
3、 環(huán)境溫度
環(huán)境溫度對于內(nèi)部晶振,也就是RC振蕩器影響較大,下圖是某STM32芯片內(nèi)部RC振蕩器振蕩頻率誤差值隨著溫度的變化曲線圖,可以看出,在25℃左右時候,它的振蕩精度能保持在1%以內(nèi),但是隨著溫度的不斷上升或者下降,它的精度都逐漸下降,因此對于在使用環(huán)境溫度比較惡劣且對時間有嚴格控制的場合的環(huán)境時候可以不考慮用內(nèi)部的晶振。
4、 封裝尺寸
晶振的封裝有很多,有貼片的、插進陶瓷、圓柱體的等,特別是現(xiàn)在的貼片晶振尺寸越來越小,可以滿足不同的場合,在選用晶振時候需要考慮晶振尺寸對電路板的影響。
文章由啟和科技編輯
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