PIC单片机的晶振接法详解

合集下载

单片机晶振电路原理及作用_单片机晶振电路设计方案

单片机晶振电路原理及作用_单片机晶振电路设计在电子学上，通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”（如有源音箱、有源滤波器等），而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。

电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。

无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。

有源晶振有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。

有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。

相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。

有源晶振是右石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。

当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。

压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。

图3是一个串联型振荡器，晶体管T1和T2构成的两级放大器，石英晶体XT与电容C2构成LC 电路。

在这个电路中，石英晶体相当于一个电感，C2为可变电容器，调节其容量即可使电路进入谐振状态。

该振荡器供电电压为5V，输出波形为方波。

单片机的内部时钟与外部时钟单片机有内部时钟方式和外部时钟方式两种：（1）单片机的XTAL1和XTAL2内部有一片内振荡器结构，但仍需要在XTAL1和XTAL2两端连接一个晶振和两个电容才能组成时钟电路，这种使用晶振配合产生信号的方法是内部时钟方式；（2）单片机还可以工作在外部时钟方式下，外部时钟方式较为简单，可直接向单片机XTAL1引脚输入时钟信号方波，而XTAL2管脚悬空。

晶振电路的原理及匹配方法

晶振电路的原理及匹配方法孔进亮【摘要】本文介绍了单片机系统晶振电路的原理、晶振电路参数的计算和晶振电路的匹配方法,总结了晶振电路的参数调整经验.【期刊名称】《家电科技》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P76-79)【关键词】晶振;匹配方法;振荡电路【作者】孔进亮【作者单位】珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070【正文语种】中文振荡电路是单片机系统的“脉搏”，为单片机系统提供准确的时基。

如果振荡电路工作频率出现偏差，会导致计时不准，甚至通讯不能同步（特别是高速通讯）。

振荡电路在单片机系统中起着至关重要的作用，本文将以晶振电路为例，介绍晶振电路的原理及其匹配方法。

1 晶振电路原理我们在单片机上使用的晶振电路（图1）称为作皮尔斯(Pierce)振荡器[1]。

我们知道振荡电路主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，该电路将直流电源能量转换为一定波形的交变振荡信号。

在单片机内部，反相器作为为主动元件，对输入信号进行反相和放大，晶振及其负载电容（包括CL1、CL2、CS等）组成了反馈网络。

由于反向器的线性区域很窄，容易出现抖动，故此加入RF引入直流负反馈，迫使反向器工作在线性区域（图2）。

这时，工作在线性区的反向器就等同于反向放大器了。

RF并为反向器提供直流偏置，使电路更灵敏。

反馈振荡电路正常工作必须满足三个条件：起振条件（保证接通电源后能逐步建立起振荡），平衡条件（保证进入维持等幅持续振荡的平衡状态）和稳定条件（保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏）。

要达到振荡状态，振荡电路幅值和相位均需要满足一定的条件，称巴克豪林(Barkhausen)判据[1]：A(f)=|A(f)|×ejfα(f)B(f)=|B(f)|×ejfβ(f)︱A(f)•B(f)︱≥1α(f)+β(f)=2nπ(n=0,1,2…)其中：A(f)是放大器部分，给这个闭环系统提供能量以保持其振荡；B(f)是反馈通道，决定了振荡电路的频率。

pic 外部晶振

pic 外部晶振
pic 外部晶振是指在 PIC
单片机系统中，通过外部连接一个晶振来为系统提供时钟信号。

这种配置方式可以提供更精确的时钟信号，从而提高系统的稳定性和性能。

以下是 pic 外部晶振的连接方法：
1. 选择合适的晶振
根据系统需要，选择合适频率和容量的晶振。

常见的晶振频率有
4MHz、8MHz、12MHz 等。

容量的选择主要取决于系统对时钟精度的要求。

2. 连接晶振
将晶振的两个引脚分别连接到 PIC
单片机的两个XTAL引脚（通常是XTAL1和XTAL2）。

3. 连接电容
在晶振的两个引脚上分别连接一个电容，用于稳定频率和减小噪声干扰。

电容的容量通常在 10pF 到 50pF 之间，电容的选取应考虑晶振的频率和容量。

4. 配置单片机
在 PIC 单片机的配置中，需要将 XTAL 的类型设置为“External Crystal Oscillator”，并设置合适的振荡器电容。

5. 通电测试
连接电源并通电测试，观察单片机的时钟信号是否正常。

如果需要调整时钟频率，可以通过调整晶振的容量或更换不同频率的晶振来实现。

需要注意的是，pic
外部晶振的连接和配置需要一定的电子技术和硬件知识，如果不熟悉相关技术，建议寻求专业人员的帮助。

PIC单片机的内部RC振荡器的校准介绍

PIC单片机的内部RC振荡器的校准介绍在PIC的单片机中有多种型号有内部RC振荡器的功能，从而省去了晶振，不但节省了成本，并且我们还多了两个IO端口可以使用。

但是，由于RC振荡器中电阻、电容的离散性很大，因此，在有内部RC振荡器的单片机中，它的内部RAM中都会有一个名为OSCCAL的校准寄存器，通过置入不同的数值来微调RC振荡器的振荡频率。

并且，单片机的程序存储器中，也会有一个特殊的字来储存工厂生产时测得的校准值。

下面我以常用的12C508A和12F629为例加以说明。

12C508A的复位矢量是程序的最高字0x1FF，这个字节生产商已经固定的烧写为MOV LW0xXX，指令执行后，W寄存器中即为校准值XX，当我们需要校准时，那么，在紧接着的地址0x0应该是一条这样的指令：MOVWF OSCCAL。

接下去RC振荡器就会以标准的振荡频率运行了。

12F629的校准值也存放在最高字－－0x3FF中，内容是RETLW0xXX，但它的复位矢量却是0x0。

这样，在我们需要校准RC振荡器时，在初始化过程中要加上下面两句：CALL0x3ffMOV WF OSCCAL当然，你还要注意寄存器的块选择位。

以前，我在做项目时，没太注意这个问题，这是因为在使用12C508A时，HI－TECH在进行编译时已经偷偷地替我们做了这项工作。

它会在程序的0x0处自动加一条MOV WF OSCCAL。

用12F629做接收解码代替2272时也没发生什么问题，但是在用被它作滚动码解码器时却发现接收距离的离散性很大。

经多次试验终于找出是没对振荡器的振荡频率进行校正所至。

因此，需要另外编写用于校正的语句，我用了两种方法来实现这个目的：1、用内嵌汇编的形式#asm//此段汇编程序用于将位于程序段3FFH的call3ffh//内部RC振荡器的校准值放入校准寄存器,bsf_STA TUS,5//在进行C语言调试时应屏蔽这段程序MOV wf_OSCCAL#endasm2、用C语言标准形式const unsigned char cs@0x3ff;//在函数体外...OSCCAL=cs;//仿真时屏蔽此句用这两种方法都有一个小缺陷－－仿真时，程序无法运行，这是由于C编译器并没有为我们在0x3FF 放置一条RETLW0xXX的语句。

探究晶振电路的原理及匹配方法

探究晶振电路的原理及匹配方法摘要文章详细阐述了晶振电路的基本原理、晶振电路的构成和设计，仅供参考。

关键词晶振电路；基本原理；组成方式振荡电路属于单片机结构中的“脉搏”，给单片机机构带来精准的时基。

若振荡电路运行频率产生误差，会使得计时不精确，甚至通信无法同步。

晶振电路在单片机结构中起到了非常关键的作用。

1 水晶材质的基本性能晶体振荡器是结构借助石英晶体的压电性能加工成的一种谐振设施，其基本组成为：从一个石英晶体中顺着特定方位角切出薄片，在其两个对立面上涂抹银层当作电极，在各个电极中各焊一条引导连接至管脚上，然后添加封装外壳，这样便组成了石英晶体振荡器，简称作石英晶体、晶体或是晶振。

这个产品通常以金属外壳包装，还有借助玻璃壳、陶瓷和塑料包装的。

在若干个具备压电性能的晶体内，石英晶体属于无线通信设施中最为有效的材料之一。

其机械性能高，物理化学特性可靠，内部耗损少等，用其制出的产品被普遍使用到频率管理及频率选取电路内。

石英片的采集角度不同，它的压电性能、弹性性能以及强度性能也将不一样，其制出的谐振器特性也会不同，当前已经研究多了几十种有效的切割方法。

2 石英晶体电路的基本原理在单片机上采用的晶振电路叫作皮尔斯谐振器，如图1所示。

众所周知，晶振电路重点由决定晶振频率的选频系统及保持晶振的正反馈扩大器构成，这个电路把直流电能转变成特定波形的交变晶振信号。

在单片机中，反相器是主动部件，对输入信号实现反相与扩大，晶振和负载电容（包含CL1、CL2、CL3）构成了反馈系统。

因为反相器中显现区域狭小，极易产生抖动，因此，加上RF引进直流负反馈，促使反相器运行在线性区域（如图2所示）。

此时，运行于线性区域的反向器就相当于是反相扩大器。

RF还给反向器带来直流偏置，让电路的灵敏性得到提高。

反馈晶振电路稳定运行一定要符合三点内容：起振条件、均衡条件以及正常条件。

注意！晶振正确的焊接方法

注意！晶振正确的焊接方法在销售石英晶振十多年的时间以来,遇到过不少客户反应说晶振生产不良,出现百分之几的坏料.前几天我就去客户工厂处理过这样一件事情,得知很多工厂在焊接晶振的时候都会有很多不良的习惯,特别是在焊接贴片晶振的时候..我去客户工厂处理问题，这个客户是生产游戏机产品的，使用的是插件型石英晶振49/S的封装，在使用了1000pcs的时候客户反应坏了110pcs左右是晶振的问题.我询问客户技术部人员，以前有没出现这种现象，技术部人员说以前也会有不良现象，但是个别，不会像现在一样达到了10%几这么多.这时我看线路板上的晶振焊接，发现一个问题，每个晶振的背部都焊接了锡，我知道这是客户需要接地或者起到固定作用，我问技术人员以前是否也需要在晶振背部焊接，回答是一直以来焊接描述不变，并且周边电容电阻IC方案，产品全部都没有变化，全部都是一直在生产的成熟产品.这时候根据我以往的经验告诉我，只要产品本身以及周边零件都没有变化的前提下，那就只有两个问题了，第一要不就晶振本身有质量问题，第二要不就是焊接上有问题，第一个问题我把它排除，因为我们工厂生产的产品全部都是100%检测合格才出厂的，那就是剩下焊接问题了，这时我问了他们生产车间的主管，询问是不是最近来了很多新员工，主管说最近招收了一批暑假工，问我这跟晶振有问题有什么关系吗？我解释到肯定是有关系了，晶振焊接是很主要的，因为晶振的内部是石英晶体激光切片在镀膜焊接上去的，本身晶振在使用的时候就不可以在背部焊接，这是不允许的，如果有些产品需要接地的话，也是需要采用铁线金属固定焊接在铁线上的，是不可以直接焊接的，因为要是直接焊接除了会影响到晶振本身频率有偏差之外，还会导致内部晶片短路，如果单纯是这样的介绍现在是行不通了，因为客户一直就这样在使用，为什么之前不会现在才会呢？这个时候我就跟那车间主管说，你们新来的员工有几个参加了焊接的，回答是有3个，然后我说肯定是这3个新来的员工不会焊接，或者是焊接时间太久，电烙铁把晶振烫坏了，温度过高导致内部晶片脱离，我这样说客户肯定不相信，我说可以问问他们，或者现在让他们焊接看一就知道，大家都同意现在看他们焊接就知道了，然后就让这三个新员工焊接焊接晶振看看，其中一个新员工拿电烙铁都不熟悉，用手抓住，在这么多人看着他，就更加紧张了，在晶振数码焊接了好久，我说这样焊接晶振不坏才怪了，这时估计大家都相信是焊接照成的晶振不良了。

单片机晶振电路原理

单片机晶振电路原理单片机晶振电路是单片机系统中非常重要的一部分，它直接影响着单片机的时钟信号和运行稳定性。

在单片机系统中，晶振电路起着提供时钟信号的作用，而时钟信号则是单片机进行运算、控制和通讯的基础。

因此，了解晶振电路的原理对于单片机系统的设计和应用至关重要。

晶振电路的基本原理是利用晶体的压电效应和谐振原理来产生稳定的时钟信号。

晶振电路由晶体谐振器、放大器和补偿电路组成。

首先，晶体谐振器是晶振电路的核心部分，它由晶体和负载电容组成。

晶体是一种能够产生机械振动的压电元件，当施加电场或者受到机械振动时，晶体会产生电荷的积累和分布，从而产生电压。

晶体的振荡频率与其尺寸和材料有关，一般在几MHz到几十MHz之间。

负载电容则是为了配合晶体的振荡频率而设置的，它会影响晶振电路的谐振频率和稳定性。

其次，放大器是晶振电路中的重要组成部分，它负责放大晶体产生的微弱振荡信号，使其能够驱动后续的逻辑电路和单片机。

放大器一般采用晶体管、场效应管或者运放等器件来实现，其设计需要考虑到放大倍数、带宽、稳定性等因素，以确保晶振电路能够正常工作。

最后，补偿电路是为了提高晶振电路的稳定性而设置的，它一般包括负反馈电容和负反馈电阻。

负反馈电容能够提供对晶振电路的负反馈，抑制高频振荡和噪声，提高系统的抗干扰能力；负反馈电阻则能够调节放大器的增益和稳定性，使晶振电路能够在不同工作条件下都能够正常工作。

总的来说，单片机晶振电路的原理是利用晶体谐振器产生稳定的时钟信号，通过放大器和补偿电路来提高信号的稳定性和可靠性。

在实际应用中，需要根据单片机的工作频率、精度要求和环境条件等因素来选择合适的晶振电路，以确保单片机系统能够正常工作。

同时，在设计和布局电路时，还需要注意地线和电源的布局，减小晶振电路对外部干扰的敏感度，保证系统的稳定性和可靠性。

综上所述，了解单片机晶振电路的原理对于单片机系统的设计和应用至关重要。

只有深入理解晶振电路的工作原理，才能够在实际应用中设计出稳定可靠的单片机系统。

单片机晶振电路原理及作用

单片机晶振电路原理及作用加片机泵统里都冇品振，在唯片机系统里晶扳柞用非常人「仝程叫品休摭雷磐”他结舎单片机内部电路产生虹片机断需的时钟頗睾，单片机晶抿握供的时钟须率越冉，那么虹片机运行連度就越慣「nut接的一切脐^的执荷割是建上在单片执品振提快的吋种颇那-在通常「仕第件下，普週的屈掠颇睾絶対精度可込百万分之五十.岛耀叫精麼更札冇些品振还可以由孙加电用在一疋范鬧内i可整頻率，祢角用控扳蒲器（此0〉・品振用一种能把电能和机械能相互转牝的晶休在井振的状臺下丁作，以捉供稳定.带确的单般着・耶片机胡丢的作用杲为系统提性基木的时钟借号.通常一牛累统共用一个晶蟲便丁丼部分倪持同山，有些通讥義坯的基颇和射颇圧用不同的厢振，而通过电了调理频率的方法保持同步.晶振通常打锁相环电路配令使冃，以捉供乗統所而的呵钟频净“如果不同于矗统芾要不同烦帝的时對1倩号.可以用耳同一亍品振拥违的不同辘梢环来捉供.下面我就具休的介绍一下靜振的柞用以及曲理，帚振一股采用如阳1B豹电客三端武（考半题）交说等效掘將电閉：实际的阳振交盜等效电路如国止・其中CY是用歳调节扼荡發事.一蝦用变客一械管加上不同的反偏电［R来宴现. 这也是用控作用的机翹；把屈体的筹效电蹄代替晶体后如帼lco苴中 g CL Llr KR是晶体的等效电路“V給提电略讯〉升析整个扼聞樽赂河知’利用S.来改璧锁率虻有限的：决溟振蕩烦率的螯十權路电容C-CbaOtbS三牛电尊帛联后和5并联再利口串联.M氏看出：C1赵札 5麵大，3变化时对整金艳帝电容飾竹用就越小。

因而能“压控联的频率范憎曲超小.实际上，由于魔很小（1E-15量綁，Co不能塔略＜1E12 盘级.几PF几5变大时，降低僧路倾率的件用越来越小，3变水时.升的作用和越来越人」这一方面引超压控特性的非嶷性.压控幣阳越人I非些性就w*3另一方而，分给握摘的应馈电n«b e上的也用）init来越小.毎后导费椁振，通过酣握的原理图你应谟人菊（了解了崩提的和用以及T也过电丁吧。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

PIC单片机的晶振接法详解
PIC 单片机有4 种振荡模式：
Blocked Ad
具体翻译过来什么意思，大家自己去领会，翻译出来就没意思了。

这里告诉大家两个单词的含义，有助于理解：
Crystal：晶体
Oscillator：振荡器
Crystal Oscillator：晶体振荡器，简称“晶振”
晶振是个器件，接上相关电路后它就会振动，就像心脏跳动的脉搏一样，正常工作的心脏跳动是有规律的脉搏，所以正常工作的晶振也是有规律的波形。

晶振就是单片机的心脏，只不过这个心脏多数时候在外边，不在单片机内部(有些单片机除外)。

心脏跳动就是脉搏，晶振跳动就叫振荡，用示波器都可以看到他们的波形。

第一种晶振接法：
以PIC16F877 为例，常用的是这种接法
Blocked Ad
两个电容+晶振：适用于LP、XT 和HS 模式，也就是说如果在烧录程序时，选择这三种模式中的一种，晶振就可以这么接，如果你烧录选RC 模式，那晶振这么接，你的单片机就别想跳动了，肯定死悄悄了。

第二种晶振接法
Blocked Ad
从单片机的OSC1 输入一个外部信号，而OSC2 什么也不用接。

这个外部信号的发生电路如下所示：。