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  • 对单片机硬件了解,是比较主要,当然多花一些功能在阅读相应型号MCU上,那是必不可少步骤,单片机带有内部晶振和外部晶振,今天本文就围绕怎样辨别单片机内部晶振与外部晶振?这个话题进行分析与讨论。 ...
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  • 振荡电路用于实时时钟RTC,对于这种振荡电路只能用32.768KHZ 晶体,晶体被连接在OSC3 与OSC4 之间而且为了获得稳定频率必须外加两个带外部电阻电容以构成振荡电路。 32.768KHZ时钟晶振产生振荡信号经过...

    振荡电路用于实时时钟RTC,对于这种振荡电路只能用32.768KHZ 的晶体,晶体被连接在OSC3 与OSC4 之间而且为了获得稳定的频率必须外加两个带外部电阻的电容以构成振荡电路。

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    32.768KHZ的时钟晶振产生的振荡信号经过石英钟内部分频器进行15次分频后得到1HZ秒信号,即秒针每秒钟走一下,石英钟内部分频器只能进行15次分频,要是换成别的频率的晶振,15次分频后就不是1HZ的秒信号,时钟就不准了。32.768K=32768=2的15次方,数据转换比较方便、精确。
    绝大多数的 MCU 爱好者对 MCU 晶体两边要接一个22pF附近的电容不理解,因为这个电容有些时候是可以不要的。参考很多书籍,讲解的很少,往往提到最多的是起稳定作用,负载电容之类的话,都不是很深入理论的分析。问题是很多爱好者不去关心这两个电容,他们认为按参考设计做就行了,本人也是如此,直 到有一次一个手机项目就因为这个电容出了问题,损失了几百万之后,才开始真正的考虑这个电容的作用。其实 MCU 的振荡电路的真名叫“三点式电容振荡电路”,请参考图片。

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  • 振荡电路用于实时时钟RTC,对于这种振荡电路只能用32.768KHZ 晶体,晶体被连接在OSC3 与OSC4 之间而且为了获得稳定频率必须外加两个带外部电阻电容以构成振荡电路。 32.768KHZ时钟晶振产生振荡信号经过...

    振荡电路用于实时时钟RTC,对于这种振荡电路只能用32.768KHZ 的晶体,晶体被连接在OSC3 与OSC4 之间而且为了获得稳定的频率必须外加两个带外部电阻的电容以构成振荡电路。
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    32.768KHZ的时钟晶振产生的振荡信号经过石英钟内部分频器进行15次分频后得到1HZ秒信号,即秒针每秒钟走一下,石英钟内部分频器只能进行15次分频,要是换成别的频率的晶振,15次分频后就不是1HZ的秒信号,时钟就不准了。32.768K=32768=2的15次方,数据转换比较方便、精确。

    绝大多数的 MCU 爱好者对 MCU 晶体两边要接一个22pF附近的电容不理解,因为这个电容有些时候是可以不要的。参考很多书籍,讲解的很少,往往提到最多的是起稳定作用,负载电容之类的话,都不是很深入理论的分析。问题是很多爱好者不去关心这两个电容,他们认为按参考设计做就行了,本人也是如此,直 到有一次一个手机项目就因为这个电容出了问题,损失了几百万之后,才开始真正的考虑这个电容的作用。其实 MCU 的振荡电路的真名叫“三点式电容振荡电路”,请参考图片。

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    晶体,相当于三点式里面的电感,C1 和 C2 就是电容,5404 和 R1 实现一个 NPN 的三 极管,大家可以对照高频书里的三点式电容振荡电路。接下来分析一下这个电路。

    5404 必需要一个电阻,不然它处于饱和截止区,而不是放大区,R1 相当于三极管的偏置作用,让 5404 处于放大区域,那么 5404 就是一个反相器,这个就实现了 NPN 三极管的作用, NPN 三极管在共发射极接法时也是一个反相器。
    接下来用通俗的方法讲解一下这个三点式振荡电路的工作原理,大家也可以直接看书。大家知道一个正弦振荡电路要振荡的条件是,系统放大倍数大于 1,这个容易实现,相位满足 360°,接下来主要讲解这个相位问题:5404 因为是反相器,也就是说实现了 180°移相,那么就需要 C1,C2 和 Y1 实现 180°移相 就可以,恰好,当 C1,C2,Y1 形成谐振时,能够实现 180 移相,这个大家最简单的可以以地作为参考,谐振的时候,C1、C2 上通过的电流一样,地在 C1、C2 中间,所以恰好电压相反,实现 180 移相。当 C1增大时,C2 端的振幅增强,当 C2 降低时,振幅也增强。
    有些时候 C1,C2 不焊也能起振,这个不是说没有 C1,C2,而是因为芯片引脚的分布电容 引起的,因为本来这个 C1,C2 就不需要很大,所以这一点很重要。接下来分析这两个电容 对振荡稳定性的影响。因为 7404 的电压反馈是靠 C2 的,假设 C2 过大,反馈电压过低,这个也是不稳定,假设 C2 过小,反馈电压过高,储存能量过少,容易受外界干扰,也会辐射影响外界。C1 的作用 对 C2 恰好相反。因为我们布板的时候,假设双面板,比较厚的,那么分布电容的影响不是 很大,假设在高密度多层板时,就需要考虑分布电容,尤其是 VCO 之类的振荡电路,更应 该考虑分布电容。
    有些用于工控的项目,建议不要用晶体的方法振荡,二是直接接一个有源的晶振 很多时候大家会用到 32.768K 的时钟晶体来做时钟,而不是用单片机的晶体分频后来做时钟,这个原因很多人想不明白,其实这个跟晶体的稳定度有关,频率越高的晶体,Q 值一般难以做高,频率稳定度不高,32.768K的晶体稳定度等各方面都不错,形成了一个工业标准, 比较容易做高。(本文转自网络,如有侵权,请联系删除)

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  • 晶振电路中两端的电阻电容的作用:并联电阻的四大作用:1、配合IC内部电路组成负反馈、移相,使放大器工作在线性区;2、限流防止谐振器被过驱;3、并联降低谐振阻抗,使谐振器易启动;4、电阻取值影响波形的脉宽。两...

    晶振不振的原因有很多种。不过个人认为很关键的地方还在晶振CL值与电路中的C1 C2要匹配。

    下面的是个人平常碰到的一些总结,希望各位多指教。

    晶振电路中两端的电阻电容的作用:

    并联电阻的四大作用:

    1、配合IC内部电路组成负反馈、移相,使放大器工作在线性区;

    2、限流防止谐振器被过驱;

    3、并联降低谐振阻抗,使谐振器易启动;

    4、电阻取值影响波形的脉宽。

    两端电容的作用:

    这个是晶体的匹配电容,只有在外部所接电容为匹配电容的情况下,振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。最好按照所提供的数据来,如果没有,一般是30pF左右。太小了不容易起振。在某些情况下,也可以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率,当然可调范围一般在10ppm量级。

    常见晶振异常:

    1.        晶振时振时不振------a:晶振负载与两端电容不匹配造成频率偏差太大;b:晶振本身有问题,寄生&阻抗值波动大&内部焊点不牢等。

    2.        晶振装板上不行,用电热风催一下或者拆下来重新装上去又可以了------主要是晶振负载与两端电容不匹配造成频率偏差太大。电热风催实际是相当于改变了线路的杂散电容。

    3.        晶振负载与晶振两端的电容的匹配-------

    CL=(C1*C2)/(C1+C2)+C”

    其中CL:晶振的负载电容值; C1 C2:晶振两端的电容值;C”:线路杂散电容

    晶振的匹配电容的主要作用是匹配晶振和振荡电路,使电路易于启振并处于合理的激励态下,对频率也有一定的“微调”作用。对MCU,正确选择晶振的匹配电容,关键是微调晶体的激励状态,避免过激励或欠激励,前者使晶体容易老化影响使用寿命并导致振荡电路EMC特性变劣,而后者则不易启振,工作亦不稳定,所以正确地选择晶体匹配电容是很重要的

    4.32768HZ晶振出现时间偏差:时间存在偏差主要是频率有偏差,1PPM的频率偏差换算成天时间误差就是0.0864S。那么如果需要时间误差要做到准确就最好晶振两端的电容要按正常配比焊接,同时要晶振供应商帮忙通过QWA检测找最好的0误差PPM值,按0误差的标准来指定供货的频率范围。

    5,32768HZ晶振的的焊接:1).碰到有将32768HZ晶振的外壳焊在板上来实现信号屏蔽防干扰。这样的结果会导致因焊接时间太长将晶振内部的焊点融化,内部结构晶片倾斜碰壳而短路。最好的方法是PCB板上设有两个针孔使用铜线捆绑晶振。或者使用橡胶粘结剂进行。2).晶振弯脚时随意弯曲。最佳的弯曲是用手指捏住圆柱晶体的外壳;用镊子夹住离晶体基座底部3mm以上的引线处,用镊子夹住弯曲引线成90°,不要用力拉引线。用力拉引线可能造成引线根部的玻璃子破裂,而产生漏气导致电气性能损坏。如果漏气了晶振也就基本上是不能用了。

    6.因为焊接时有阻焊剂等脏污就选择使用超声波清洗PCBA板:经超声波清洗或超声波焊接会影响和损坏石英晶体的内部结构甚至晶片破损。

    7.晶振起振时间长,开机不振关机再开机就起振,耗电量大成品电池不耐用:

    这主要是晶振的电阻太大造成的,低电压下晶振就无法起振了。

    8.晶振装机后检测正常,但经过包机老化后就停机不振了------这种现象主要原因是由于晶振生产工艺中的环境问题,湿度过高 卫生太差 经长时间老化或者高温条件后晶振特性发现变化(电阻大,频率跳变)。

    9.随身音乐播放器 MP3 MP4 播放声音不流畅------晶振频差太大。a:晶振负载与两端电容不匹配造成频率偏差太大;b:晶振本身偏差太大。

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  • 由此我们可以看到晶振在电路当中的作用,那就是晶振电路用于产生时间频率基准,为CPU提供精准的时基,就好比我们的心脏,为我们提供脉搏。有些用的是外部的晶振,比如下图所示,有些CPU可以用内部晶振,但是内部晶振...

    描述

    一、什么是晶振

    了解晶振之前,我们先来看一下我们最为熟悉的51单片机,我们都知道51单片机最小系统包括供电电源、复位电路以及晶振系统。

    这是CPU能跑起来的最基本条件。由此我们可以看到晶振在电路当中的作用,那就是晶振电路用于产生时间频率基准,为CPU提供精准的时基,就好比我们的心脏,为我们提供脉搏。有些用的是外部的晶振,比如下图所示,有些CPU可以用内部晶振,但是内部晶振一般精度不够高。

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    二、晶振匹配电容

    选择晶振时候通常都要选择晶振的外部电容,外部电容一般都是两个容量相同的电容且容量很小,晶振的datasheet里面会标出负载电容容量,如下图所示,此8MHz的Load Capacitance(CL)为20pF,这个电容取决于外部的两个电容以及电路板等效杂散电容之和,即CL=C1//C2+Cs,其中C1、C2为外部两个电容,Cs为电路板的等效杂散电容,由于电路板、元器件、封装,PCB走线不同,这个容量有所不同,按照经验来,通常取Cs为2~5pF,因此在画电路板时候C1和C2这两个电容要尽可能的靠近晶振。并且我们会注意到晶振匹配的电容都不会很大,基本上都是pF级。

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外部晶振电路的作用