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  • 我自学了快一年的单片机,DIY过51、msp430、STM32,会做一些基本的小项目,也了解一点单片机的工作原理与结构,参加过2018年江苏省电子设计大赛,还获得了一等奖。 我懂,也同时不懂单片机,不然也不会提出上面的这...

    现在想想,我自学单片机都快一年了。我自学过8051、msp430和STM32,做一些基本的小项目,参加过2018年江苏省电子设计大赛,还获得了一等奖。

    我懂,也不懂单片机。不懂就要去查资料,然后弄懂,而不要觉得它不重要,不要以为自己会配置时钟,就以为自己很懂时钟,不懂装懂。这一点,是不可取的。那么接下来,我们就来简单了解一下单片机的时钟系统。

    如今这个时代,解决问题是一种能力的体现!以前,当我们遇到问题时,要么问学长、要么问老师、或者直接去图书馆查资料。但是!如果现在你也这么去干,我认为是极度不可取的。你首要要做的就是:

    百度!百度!百度!

    上面几乎有所有你想要的答案,就看你找不找得到。

    所以,我首先百度了这个问题,回答千奇百怪,摘抄部分个人觉得有参考价值的答案如下:

    1.单片机内部需要储存器、累加器,这些都需要逻辑门电路。比如锁存器就是一个D触发器,而触发器的置1、清0、置数的功能都需要跳变沿。D触发器就是上升沿后存入数据,而这个上升沿就得外部提供脉冲,这就是脉冲信号 ,而这个脉冲信号就是我们稳定的时钟信号。

    2.单片机运行需要时钟支持-----就像计算机的CPU一样,如果没有时钟电路来产生时钟驱动单片机,那单片机就不能执行程序。

    单片机可以看成是在时钟驱动下的时序逻辑电路。

    以MCS–51单片机为例:MCS–51单片机为12个机器周期执行一条指令,也就是说单片机运行一条指令必须要用12个时钟周期。没有这个时钟,单片机就跑不起来,也就没办法定时和进行和时间有关的操作。

    时钟电路是微型计算机的心脏。CPU就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。MCS—51的时钟信号可以由两种信号产生:一种是内部方式,利用芯片内部的振荡电路,产生时钟信号;另一种为外部方式,时钟信号由外部引入。

    3.电路中的晶振即石英晶体震荡器。由于晶振具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力,所以,晶振是用来产生时钟信号的,通过时钟信号来控制电路工作。 晶振的应用范围是非常广的,它的质量、频率精度也是差别很大的。通讯系统用的信号发生器的信号源,绝大部分也用的是石英晶体振荡器,通讯系统对晶振的精准度也有比较高的要求。 晶振是时钟电路中最重要的部件,它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率,它就像个标尺,工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定,自然容易出现问题。 晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计,在某个时刻专门完成特定的任务,如果没有一个时序控制的标准时刻,整个数字电路就会成为“聋子”,不知道什么时刻该做什么事情了。

    首先,感谢这些回答者,通过他们的回答,我算是对单片机为啥要有时钟系统有了一个初步的概念。

    现总结如下:

    首先我们要明确的一点是,单片机是一个集成芯片,它是由非常复杂的数字电路和其他电路集成的。而数字电路包括时序逻辑电路,可以说,没有时序,就没有数字电路,也就没有单片机。所以,单片机离不开时钟。

    其二,单片机中的众多寄存器,存储器等是由D触发器构成,而操作D触发器就需要时钟沿,自然也就离不开时钟。

    其三,单片机执行程序需要一个程序计数器,而程序计数器是与时钟脉冲直接挂钩的,每来一个时钟脉冲,程序计数器就加1。就像上面提到的那样,51单片机每12个时钟周期就执行一条程序,没有时钟,单片机就没法执行程序。

    所以,说时钟就像是单片机的"心脏",恰当至极。


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    首先我们先讲讲什么时钟时钟就是单片机的心脏。每跳动一下。整个单片机的各个电路就同步的动作一下。
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    单片机时钟系统。主要是用51单片机对时钟系统的编程实际。
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     首先,单片机能正常工作的必要条件之一就是时钟电路,时钟单片机的脉搏,是单片机的驱动源,单片机工作是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍进行工作的。这个脉冲由单片机控制器中的时序电路发出的。所以单片机就很...

    1、晶振

            首先,单片机能正常工作的必要条件之一就是时钟电路,时钟是单片机的脉搏,是单片机的驱动源,单片机工作是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍进行工作的。这个脉冲由单片机控制器中的时序电路发出的。所以单片机就很需要晶振。

           晶振,全称是石英晶体振荡器,是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来,可以生成频率和峰值稳定的正弦波。而单片机在运行的时候,需要一个脉冲信号,做为自己执行指令的触发信号,可以简单的想象为:单片机收到一个脉冲,就执行一次或多次指令。

           单片机工作时,是一条一条地从ROM中取指令,然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间,称之为一个机器周期,这是一个时间基准。—个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机选择了12兆赫兹晶振,它的时钟周期是1/12us,它的一个机器周期是12×(1/12)us,也就是1us。

    2、概述

           任何外设都需要时钟,51单片机,stm32等等,我们知道寄存器是由D触发器组成的,往触发器里面写东西,前提条件是有时钟输入。
           51单片机不需要配置时钟,是因为一个时钟开了之后所有的功能都可以用了,而这个时钟是默认开启的,比如有一个水库,水库有很多个闸,这些闸默认是开启的,因此每个闸都会出水,任意一个闸可以直接用,但存在一个问题,没用到的闸也在出水,即也在耗能。那么水库是能源,闸可认为每个外设的使用状态,时钟可认为是闸的开关。

           stm32之所以是低功耗,它将所有的门都默认设置为disable,需要用哪个开哪个闸,即你用什么外设,打开相应的外设的时钟就可以,其它还是disable,即耗能就会减少。
           51单片机中一个时钟把所有的都包了,而stm32的时钟是有分工的,并且每类时钟的频率不一样,因为没必要所有的时钟都是最高频率,够用即可,好比一个闸水流大小,我就洗个水,出来洗澡的水,没必要,消耗能源也多,所以不同的时钟也会有频率差别,或者在配置的时候可以配置时钟分频。

    3、内部时钟和外部时钟

          单片机的时钟信号由外部振荡和内部振荡两种方式得到

          内部时钟:一般采用使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源,由于单片机内部带有振荡电路,所以外部只要连接一个晶振和两个电容(C1、C2)即可,电容容量一般在15pF至50pF之间,对频率有微调作用。即构成了自激振荡器,发出的脉冲直接送入内部时钟电路。

          注意:晶振和电容尽可能安装的与单片机引脚XTAL1和XTAL2靠近。为了减少寄生电容,更好的保证振荡器稳定。

          外部时钟:将外部振荡脉冲接入XTAL1和XTAL2,即把已有的时钟信号引入单片机内,外部时钟方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号一致。对于HMOS的单片机,外部时钟信号由XTAL2引入,对于CHMOS的单片机,外部时钟由XTAL1引入。

    部分内容转载: http://zhidao.baidu.com/question/96722533.html

                              http://m.elecfans.com/article/567385.html

                              http://m.elecfans.com/article/771350.html

                              https://zhidao.baidu.com/question/96722533.html

    供学习内容:    http://www.elecfans.com/d/718515.html

                              http://www.elecfans.com/d/663853.html

     

     

     

     

     

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单片机为什么需要时钟