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学好单片机设计,关于晶振的这些难题一定要先搞懂!

时间:2023-10-18 20:37:00 lqfp44g集成电路ic

当我第一次学习51单片机时,我总是伴随着很多关于晶体振动的问题。事实上,晶体振动就像人们的心脏和血液的脉搏。我了解了单片机的晶体振动问题,并解决了51单片机的其他问题……

有关51单片机有关晶振的问题一并总结出来,希望对学51的童鞋来说能有帮助。

为什么51单片机爱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。尤其是波特率高(19600,19200),不管值有多奇怪,这些晶振都是准确的,经常使用。

其二:用11.51单片机定时器导致0592晶振。波特率发生器采用51单片机定时器,如果采用11单片机定时器.0592Mhz晶振按公式计算,定时器设置的值为整数;如果使用12Mhz晶振,波特率有偏差,如9600,用定时器取0XFD,实际波特率为10000,一般波特率偏差约为4%,所以也可以用STC90C516 晶振12M 波特率9600,倍数时误差率6.不倍数时误差率899%.51%,数据肯定会出错。 也就是说,每个人在串口通信时都喜欢使用11.0592MHz波特率倍速时,晶振最高可达57600,误差率0.00%。 也就是说,每个人在串口通信时都喜欢使用11.0592MHz波特率倍速时,晶振最高可达57600,误差率0.00%。 用12MHz,最高4800,0.误差率为16%,但在允许范围内,影响不大。

2.51单片机系统的设计PCB为什么要求晶振靠近单片机?

原因如下:晶体振动是通过电激励产生固定频率的机械振动,振动会产生电流反馈给电路,电路收到反馈后放大信号,再次使用放大电信号激励晶体振动机械振动,晶体振动将振动产生的电流反馈给电路。当电路中的激励电信号与晶体振动的标称频率相同时,电路可以输出信号强、频率稳定的正弦波。整形电路将正弦波变成方波,送到数字电路使用。

问题是晶体振动的输出能力有限,它只输出毫瓦的电能。 IC(集成电路) 在内部,信号通过放大器放大数百倍甚至数千倍才能正常使用。

晶振和 IC 通常通过铜线连接。这条线可以看作是一条导线或几条导线。切割磁线时,导线会产生电流。导线越长,电流越强。磁力线在现实中并不常见, 电磁波无处不在,如无线广播发射、电视塔发射、手机通讯等。晶振和IC接收天线之间的连接越长,接收信号越强,产生的电能越强,直到接收到的电信号强度超过或接近晶体振动产生的信号强度,IC内部放大电路的输出将不再是固定频率的方波,而是混乱的信 数字,导致数字电路无法同步工作和错误。

所以,画PCB(电路板)时,晶振离开其放大电路(IC管脚越近越好。

三、分析单片机电路原因分析

单片机晶振不振动是常见现象,那么晶振不振动的原因是什么呢?

① PCB板布线错误;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,无法振动;⑥ 晶振电路走线过长;⑦晶振两脚之间有线;⑧外围电路的影响。

建议按以下方法逐一排除故障:

① 排除电路错误的可能性,可以用相应型号的单片机推荐电路进行比较。② 排除外围部件不良的可能性,因为外围部件只不过是电阻、电容,很容易识别是否良好。③ 排除晶振作为停振产品的可能性,因为不仅会尝试一两个晶振。④试着更换晶体两端的电容,也许晶体振动可以振动,请参考晶体振动的使用说明。⑤在PCB晶振电路的布线应尽可能短,尽可能靠近IC,防止在晶振两脚之间走线。

12.51单片机时钟电路MHZ晶振时的电容值是如何获得的?以内部时钟电路为例!

事实上,没有人能解释如何选择这两个电容器,因为22pF太小了。这只能说与内部振荡电路本身的特性有关。它是用来纠正波形的。没有人深入研究它为什么这么大。

5、单片机晶体振动电路中两个微调电容器的不对称性如何?频率会如何变化?在检测无线鼠标的接受模块时,发现其频率总是慢慢变化(即探头的手没有松开,频率慢慢变小)晶体振动是新的!

电容器不对称也不会导致频率漂移,说频率漂移可能是由于晶体振动电容器的容量非常不稳定,可以更换,更换两个电容器并不难,或晶体振动的稳定性太差,或测量方法有问题。

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高速晶体振动,430低速,51跑得快吗?单片机的速度是否只与晶体振动有关,关键是单片机能否支持如此大的晶体振动?

每台单片机的速度受内部逻辑门电平跳变速度的限制。两个芯片同时使用相同的晶体振动,如12M的。因为AVR是RISC在相同的外部晶振频率下,指令集比51快。

例如,51最快可以接收40M,AVR是16M的晶振。

STC89C52大都用12MHz晶由于其12个时钟周期是机器周期,相当于其主频只有1MHz。

MSP430采用RISC精简指令集, 如果430单片机采用内部单片机DCO震荡可达21MHz主频。一个指令可以在一个时钟周期内执行,晶振相同,比51快12倍。

对于51,使用更高的晶体振动会更快。但对于先进的单片机来说是不同的。高级单片机内部通常有频率控制寄存器。因此,简单地增加晶体振动可能会达到单片机的极限,导致跑步。

七、请问:有什么方法可以确定单片机能否在一定大小的晶振下正常工作?

晶振选择太高是不合适的。恐怕无法测量晶振的具体上限。它只能根据单片机的要求。一般来说,STC35系列单片机的上限M或40M,stc单凭上写的有,如STC11F16XE 35I-LQFP44G其中35I晶振最高35M工业级芯片。

没有测试过超过上限会出现什么样的问题。一般晶振选择12M如果选择的话STC 1T指令相当于12*12=144M晶体振动。如用于串口通信,建议选择11.0592M的或22.184M,选择晶振最重要的是参考别人的说明书。

八、4个AT89C51单片机能否使用12?M晶体振动使其正常工作?一种是内部时钟,另外三种是外部…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)?

是的,其中一个正常接晶振,他XTAL2输出接收另外三个XTAL1输入上。

九、单片机运行速度与晶振大小的关系,如果单片机最高工作频率为40M,晶振能否选择24M或更高,但不超过40M,这样,单片机的运行速度会大大提高吗?长期以来,这种工作频率对单片机有不良影响吗?单片机选择晶振的原理是什么?

当然也有影响。单片机工作速度越快,功耗越大,干扰越严重。简而言之,它最多可以跑40M跑不超过40M没对相关技术(如PCB设计元件的选择等。)会高很多。

十、89c12.单片机复位电路常用于51MHZ事实上,市场上的晶振略小于12MHZ,为什么呢?

答:需要串口通信时,一般使用11.0582MHZ是的,波特率很容易计算。

用12MHZ的工作周期就容易计算。

十一、单片机晶振上电不起振,但手碰晶振就起振,为什么?如何判断单片机晶振是否起振?

看看晶振配电容器是否焊接,值是否错误?

最简单的方法是使用示波器,看看电源是否正常。

12.如何判断单片机外部晶振是否振动?STC89C52单片机原本很好,但后来失败了。只需更换晶振器。但几个小时后,它又失败了。怎么了还有如何判断晶振器是否振动?

①先换单片机试试,问题还在的时候排除单片机;②可能是虚焊造成的,这点要注意;③用STC89C52也遇到过类似的问题。更换晶振后,OK 了,好像STC起振不橡AT89S52太顺利了。其实对于。STC89C52可以直接看30脚(ALE),接灯,起振一下子就能看出来。

如何选择13、51单片机晶体振动上连接的电容大小?晶体振动越大,电容值是否越大,通常使用多少。有些人说,通常从15到33pf,如何选择最好的效果?例如,单独使用一个6M和12M多少电容更适合晶振?

15-33pf都可以,一般用的是15P和30P 晶体振动,大小影响不大。常用的4M 和12M 以及11.0592M和20M 24M 都用的30P,单片机内部有相应的整形电路,不用担心。

没有程序的空白单片机,外部晶振能振动吗?

没有内部晶振的单片机可以振动外部晶振,如传统类MS51系列单片机有内部晶体振动单片机,外部晶体振动不会振动,需要配置外部晶体振动才能振动。如果外部晶体振动没有配置,则仍使用内部晶体振动,如silicon lab系列C8051F020单片机。

为什么?at89c52 P1.0输出2.5v电压,单片机似乎不工作,晶体振动波形是不规则的正弦波吗?电路板没有达到预期的效果,发光二极管一直很亮,感觉仍然是单片机的问题,P1.0输出2.5v看门狗用的电压X5045,怎么回事?

取下看门狗,暂时做成最小系统,只有电源、8952、晶振和两个30P左右电容。

①将P1.0口1,测试口的电压是否在2.5V以上;

②将P1.0口置0,测试换口电压是否约为0V。

是的话就是OK是的,否则要看电源电压、晶振、8952。电源电压为5 、-0.25V,而且纹波一定要小

< id="max232_196">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?

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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