51单片机晶振的问题总结.docx
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51单片机晶振的问题总结
51单片机晶振的问题总结
51单片机晶振的问题总结
晶振是什么?
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。
在初学51单片机的时候,总是伴随很多有关与晶振的问题,其实晶振就是如同人的心脏,是血液的是脉搏,把单片机的晶振问题搞明白了,51单片机的其他问题迎刃而解。
一,为什么51单片机爱用11.0592MHZ晶振?
其一:
因为它能够准确地划分成时钟频率,与UART(通用异步接收器/发送器)量常见的波特率相关。
特别是较高的波特率(19600,19200),不管多么古怪的值,这些晶振都是准确,常被使用的。
其二:
用11.0592晶振的原因是51单片机的定时器导致的。
用51单片机的定时器做波特率发生器时,如果用11.0592Mhz的晶振,根据公式算下来需要定时器设置的值都是整数;如果用12Mhz晶振,则波特率都是有偏差的,比如9600,用定时器取0XFD,实际波特率10000,一般波特率偏差在4%左右都是可以的,所以也还能用STC90C516晶振12M波特率9600,倍数时误差率6.99%,不倍数时误差率8.51%,数据肯定会出错。
这也就是串口通信时大家喜欢用11.0592MHz晶振的原因,在波特率倍速时,最高可达到57600,误差率0.00%。
用12MHz,最高也就4800,而且有0.16%误差率,但在允许范围,所以没多大影响。
二,在设计51单片机系统PCB时,晶振为何被要求紧挨着单片机?
原因如下:
晶振是通过电激励来产生固定频率的机械振动,而振动又会产生电流反馈给电路,电路接到反馈后进行信号放大,再次用放大的电信号来激励晶振机械振动,晶振再将振动产生的电流反馈给电路,如此这般。
当电路中的激励电信号和晶振的标称频率相同时,电路就能输出信号强大,频率稳定的正弦波。
整形电路再将正弦波变成方波送到数字电路中供其使用。
问题在于晶振的输出能力有限,它仅仅输出以毫瓦为单位的电能量。
在IC(集成电路)内部,通过放大器将这个信号放大几百倍甚至上千倍才能正常使用。
晶振和IC间一般是通过铜走线相连的,这根走线可以看成一段导线或数段导线,导线在切割磁力线的时候会产生电流,导线越长,产生的电流越强。
现实中,磁力线不常见,电磁波却到处都是,例如:
无线广播发射、电视塔发射、手机通讯等等。
晶振和IC之间的连线就变成了接收天线,它越长,接收的信号就越强,产生的电能量就越强,直到接收到的电信号强度超过或接近晶振产生的信号强度时,IC内的放大电路输出的将不再是固定频率的方波了,而是乱七八糟的信号,导致数字电路无法同步工作而出错。
所以,画PCB(电路板)的时候,晶振离它的放大电路(IC管脚)越近越好。
三,单片机电路晶振不起振原因分析
遇到单片机晶振不起振是常见现象,那么引起晶振不起振的原因有哪些呢?
①PCB布线错误;②单片机质量有问题;③晶振质量有问题;
④负载电容或匹配电容与晶振不匹配或者电容质量有问题;⑤PCB板受潮,导致阻抗失配而不能起振;⑥晶振电路的走线过长;
⑦晶振两脚之间有走线;⑧外围电路的影响。
解决方案,建议按如下方法逐个排除故障:
①排除电路错误的可能性,因此可以用相应型号单片机的推荐电路进行比较。
②排除外围元件不良的可能性,因为外围零件无非为电阻,电容,很容易鉴别是否为良品。
③排除晶振为停振品的可能性,因为不会只试了一二个晶振。
④试着改换晶体两端的电容,也许晶振就能起振了,电容的大小请参考晶振的使用说明。
⑤在PCB布线时晶振电路的走线应尽量短且尽可能靠近IC,杜绝在晶振两脚间走线。
四,51单片机时钟电路用12MHZ的晶振时那电容的值是怎样得出来的?
拿内部时钟电路来说明吧!
其实这两个电容没人能够解释清楚到底怎么选值,因为22pF实在是太小了。
这个要说只能说和内部的振荡电路自身特性有关系,搭配使用,用来校正波形,没有人去深究它到底为什么就是这么大的值。
19.89c52单片机如果不接晶振会有什么后果?
单片机不工作了程序无法烧入……等等
五,单片机晶振电路中两个微调电容不对称会怎样?
相差多少会使频率怎样变化?
在检测无线鼠标的接受模块时,发现其频率总是慢慢变化(就是一直不松探头的手,发现频率慢慢变小)晶振是新的!
电容不对称也不会引起频率的漂移,说的频率漂移可能是因为晶振的电容的容量很不稳定引起的,可以换了试,换两电容不难,要不就是的晶振的稳定性太差了,或者测量的方法有问题.
六,单片机晶振与速度的疑问,执行一条指令的周期不是由晶振决定的吗。
那么比如51单片机和MSP430,给51接高速晶振,430接低速的,是不是51跑的要快?
是不是速度单片机速度仅仅与晶振有关,关键是单片机能不能支持那么大的晶振?
每个单片机的速度是受到内部逻辑门电平跳变速度限制的。
两个芯片同时使用同样的晶
超过上限会出现什么样的问题,没有测试过,一般晶振选择12M的比较多,如果选择STC1T指令的,就相当于12*12=144M的晶振。
如果用于串口通信,建议选用11.0592M的或22.184M,选择晶振最主要还是参照人家的说明书。
八,4个AT89C51单片机能否用一个12M的晶振使其都正常工作?
一个采用内部时钟方式,其余三个用外部方式...那四个都用内部方式可以不(将4个单片机都并联在一个晶振上)?
可以,其中一个正常接晶振,他的XTAL2输出接到另外三个的XTAL1输入上。
九,单片机的运行速度和晶振大小的关系,若单片机的最高工作频率是40M,晶振是否可以选择24M或更高,但不超过40M,这样单片机的运行速度是否大增?
长期在此工作频率下对单片机是否有不良影响?
单片机对晶振的选择的原则是怎样的?
当然是有影响的,单片机的工作速度越快,功耗也越大,受干扰也会越厉害,总之最高能跑40M的,跑不超过40M的是没有问题的,只是对相关的技术(如PCB的设计元件的选取等)会高去很多.
十,89c51单片机的复位电路中常采用12MHZ的晶振,实际上市场上稍小于12MHZ,为什么呢?
答:
需要串口通讯时一般是用11.0582MHZ的,这样波特率才好算。
用12MHZ的工作周期就容易计算。
十一,单片机晶振上电不起振,但是手碰一下晶振就起振了,为什么?
怎么判断单片机晶振是否起振呀?
看看晶振配的电容焊了没有,值有没有错误?
最简单是用示波器,另外可以看一下电源是否正常。
十二,怎样判断单片机外部晶振有没有起振?
的STC89C52单片机本来是好好的后来不行了,换了个晶振就好了。
但是过了几个小时后又不行了,是怎么回事。
还有就是怎样判断晶振是否起振?
①先换一块单片机试试,问题还在则排除单片机;②可能是虚焊造成的,这点要注意;③用STC89C52也碰到过类似的问题,换了块晶振就OK了,好像STC起振不橡AT89S52那么顺。
其实对于STC89C52可以直接看30脚(ALE),接个灯,起振一下子就能看出来了。
十三,51单片机晶振上接的电容大小该如何选择?
是晶振越大,电容值也要大一些吗,一般常用多大的。
有人说常用的从15-33pf,具体如何选择效果最好?
比如分别用一个6M和12M的晶振,用多大电容更合适?
15-33pf都可以们一般用的是15P和30P晶振大小影响不大们常用的4M和12M以及11.0592M和20M24M们都用的30P单片机内部有相应的整形电路们不比担心
23.给51单片机12M晶振接2200pF电容会怎么样?
电路图里貌似是22pF的,但是没有22pF的...接2200pF会不会不正常工作?
不可以,晶体会不工作的。
15-33p是合理范围。
可以试试看,对单片机不会有损坏。
十四,没有程序的空白单片机,外部晶振能起振么?
没有内部晶振的单片机,外部晶振可以起振,如传统类MS51系列单片机有内部晶振的单片机,外部晶振不会起振,需要对外部晶振进行配置后才会起振,如果不对外部晶振进行配置仍使用内部晶振,如siliconlab系列C8051F020单片机
十五,为什么at89c52P1.0输出2.5v电压,单片机好像未工作,晶振波形是不规则的正弦波可不可以?
线路板没有达到预想效果,发光二极管一直亮,感觉还是单片机的问题,P1.0输出2.5v电压,看门狗用的X5045。
怎么回事?
将看门狗拿掉,暂时做成最小系统,既只有电源、8952、晶振和两只30P左右的电容。
①将P1.0口置1,测试该口的电压是否在2.5V以上;
②将P1.0口置0,测试改口电压是否约为0V。
是的话就是OK的,否则就要看看电源电压、晶振、8952了。
电源电压是5+、-0.25V,且纹波一定要小
十六,制作max232下载单片机,工作电压都正常,要外加晶振嘛?
当然要加,如果没有外加晶振,那么单片机的时钟电路就没有了,导致单片机串口就不能进行数据传输了,最终这个下载器具就不能下载程序了。
十七,若89c52单片机使用外接晶振,应如何设置?
晶振的两个管脚各接一个20~30pf的电容后分别接入单片机的XTAL1和XTAL2,两个电容的另一端并接后接地即可,不再需要任何设置
十八,晶振的原理,如何产生正弦信号的,详细一点,从电路方面分析?
晶体可以等效为一个电感,与里面的电容形成振荡回路,能量从电感慢慢到电容,再从电容慢慢到电感,周而复始形成振荡。
正半周是电容的充放电过程,负半周是电感的充放电过程。
十九,现在要用52单片机做一个交通灯电路。
要求是红灯,绿灯30s,黄灯3s。
循环变化。
那么外界晶振怎样选择?
单指令周期多少比较合适?
图中外接的两个电容的作用是什么?
大小多少合适?
如果选择晶振的话,那两个电容值可以选择:
30加减10PF左右的(频率在0~33MHZ之间);
如果选择陶瓷晶振的话,电容值可以选择:
40加减10PF左右的(频率在1.2~12MHZ)振荡器应尽量靠近电容。
指令周期是可以算的,这个是有公式的!
二十,89c52单片机晶振频率才12兆,太小了,怎样能改大晶振频率?
外接18.432或者24MHz的晶振。
或者换4T的W77E58单片机,这样相当于把工作频率提高3倍。
或者换1T的DS89C4XX单片机,这相当于把工作频率提高8倍!
用1T的STC12C5A60S2单片机也有这样的效果。
二十一,单片机不能正常工作,晶振问题?
如何去检查晶振正常还是不正常?
另外看到说晶振跟两个小电容要离得很近,几乎都没剪引脚(就是买回来多长就多长)就插上去了,这个也有关系吗?
用万用表测量单片机连接晶振的两个引脚,正常起振的状态下电压大概比供电电压的1/2略低一些,如果其中一个或全部引脚为电源电压或零就表明没起振。
那个引脚长些一般不会有什么影响,相比之下接地更关键些,两个谐振电容接地端到单片机的电源地要尽量近些。
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