单片机晶振是什么，单片机晶振电路的原理和作用图解

很多朋友对单片机晶振是什么，单片机晶振电路的原理和作用图解不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

在单片机的学习中，不仅仅是单片机的编程，还有电路的设计。有些公司可能会把单片机的开发分为两部分：电路设计和程序设计。然后负责电路设计的人只负责电路设计，不考虑单片机编程；程序员只关心单片机编程，不设计电路。

不过我个人认为，只从事电路设计的人不用关心单片机是怎么编程的，但是从事单片机编程的人必须熟悉电路。不一定要自己设计电路，但是一定要对单片机项目中各种电路的原理有足够的了解，才能保证设计出的程序稳定健壮。

例如，如果在单片机系统中使用EEPROM存储芯片，并且EEPROM芯片的SCL和SDA为开漏输出，则需要连接外部上拉电阻。假设电路板上EEPROM芯片的SCL和SDA的上拉电阻忘记焊接或者断了，此时无法调试EEPROM。如果这个时候电路设计人员不在，单片机程序员不熟悉EEPROM的原理，那就麻烦了：因为不熟悉电路，他就麻烦了。

但是程序没有问题。这个程序在其他项目中一直很正常。为什么在这个板子上不行？

还有一点，带微控制器的电路板电路功能是否正常，需要编写一定的验证程序来测试电路板的性能。电路设计人员不可能只通过万用表、示波器等工具来验证电路的好坏。综上所述，单片机程序员必须熟悉电路的原理，这样才能设计出正确的程序。从本文开始，我们就简单学习一下单片机开发中常用的电路。

当然，由于本人水平有限，对这些电路的解释仅限于简单原理的解释。如有错误，请批评指正。1.单片机常用电路1-晶体振荡器电路

在早期的单片机(如经典的51单片机)系统中，需要外接晶振(当然也可以外接时钟脉冲，但很少使用)，因为单片机的运行必须依赖稳定的时钟脉冲。但随着技术的发展，很多单片机都集成了内部时钟，所以在一般应用中，不需要外部晶振电路。但是由于内部时钟容易受到外界干扰，所以在严格的场合还是需要晶振电路。

图1是一个典型的单片机外部晶振电路。图1单片机晶振电路这个电路不仅有一个晶振，还有两个电容。这两个电容的作用是什么？

这两个电容一般称为“匹配电容”或“负载电容”和“谐振电容”。这两个电容添加在晶体振荡器电路中，以满足谐振条件。一般利用外接电容使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。只有连接一个合适的电容才能满足晶振的启动要求，晶振才能正常工作。负载电容值通过以下公式计算：

如果不能满足负载电容，晶体频率一般会出现偏差，严重的话晶体不会开始振动。在电路设计中，要尽量满足晶体的负载电容要求，使晶体工作在最佳状态。负载电容的计算公式如下：CL=C1 * C2/(C1C2)CSCL为晶振的负载电容值，一般通过查阅晶振的数据手册得到。CS是电路板的寄生电容，一般为3~5pF，C1=C2，所以公式可以简化为：CL=C1/2 CS。

一般来说，增大负载电容值会降低振荡频率，而减小负载电容值会提高振荡频率。晶体振荡器电路2我们有时会看到如图2所示的晶体振荡器电路。图2无并联电阻和有并联电阻的晶体振荡器电路在这个电路中，晶体振荡器增加了一个电阻。为什么？

这个电阻实际上是一个反馈电阻，为了方便晶体振荡器的振荡。对于COMS，这个电阻的阻值可以大于1M，对于TTL，要看情况。最好的办法是看芯片的数据表，确认芯片的晶振电路是否有电阻。如果没有电阻，最好在设计电路的时候加上。晶体振荡器电路3图3是有源晶体振荡器电路。图3有源晶体振荡器电路

有源晶振的通常用法：一脚悬空，两脚接地，三脚接输出，四脚接电压。有源晶振不需要CPU的内置振荡器，连接方式也比较简单(主要是对电源进行滤波，通常使用电容和电感组成的PI滤波网络，输出端用一个阻值很小的电阻对信号进行滤波)，不需要复杂的配置电路。

与无源晶体相比，有源晶体振荡器的缺点是其信号电平是固定的，需要选择一个合适的输出电平，不灵活，价格昂贵。

以上知识分享希望能够帮助到大家！