晶振的电路原理(晶振的原理)
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32单片机晶振的工作原理
一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。
对于单片机来说晶振是很重要的，可以说是没有晶振就没有时钟周期，没有时钟周期就无法执行程序代码，那样的话单片机就无法工作。接下来了解一下单片机晶振的电路原理及作用。
二、单片机晶振的必要性
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。一个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机选择了12MHZ晶振，它的时钟周期是1/12us，它的一个机器周期是12x（1/12）us，也就是1US。
MCS-51单片机的所有指令中，有一些完成得比较快，只要一个机器周期就行了，有一些完成得比较馒，得要2个机器周期，还有两条指令要4个机器周期才行。为了衡量指令执行时间的长短，又引|入一个新的概念：指令周期。所谓指令周期就是指执行条指令的时间。例如，当需要计算DJNZ指令完成所需要的时间时，首先必须要知道晶振的频率，设所用晶振为12MHZ，则一个机器周期就是1US。而DJNZ指令是双周期指令，所以执行一次要2US。如果该指令需要执行500次，正好1000us，也就是1ms。
机器周期不仅对于指令执打有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12MHZ晶振，那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是单片机的定时原理。
三、单片机晶振的作用
每个单片机系统里都有晶振，全程是叫晶体震荡器，在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。
晶振的原理
1是通过电压的作用使晶体振动产生特定频率的信号。2晶振内部有一个晶体，当施加电压时，晶体会因为电场的作用而发生形变，然后恢复原状，这个过程会反复进行，从而产生振动。这种振动的频率由晶体的物理特性决定。3晶振的频率稳定性较高，可以提供精确的时钟信号，因此被广泛应用于电子设备中，如计算机、手机、通信设备等。此外，晶振还具有体积小、功耗低、寿命长等优点，适用于各种场合的时钟和定时应用。
晶振是起什么作用的，还有他是根据什么原理造成的
晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。
在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。
有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。
有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。
晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。晶振是石英晶体谐振器（quartzcrystaloscillator）的简称，也称有源晶振，它能够产生中央处理器（CPU）执行指令所必须的时钟频率信号，CPU一切指令的执行都是建立在这个基础上的，时钟信号频率越高，通常CPU的运行速度也就越快。
只要是包含CPU的电子产品，都至少包含一个时钟源，就算外面看不到实际的振荡电路，也是在芯片内部被集成，它被称为电路系统的心脏。
晶振是谁发现的
晶振是日本电信工程师伊瓦依基里安在1921年发明的。
他在研究石英的压电效应时，发现石英切片的长度和频率存在一定的关系，由此发明了石英晶体振荡器。这种振荡器具有高精度、高稳定性的特点，被广泛应用于各种电子设备中，如电视、电脑、手机等。
晶振的工作原理是利用石英晶体的压电效应，将电能转化为机械能，再通过共振产生电磁波，从而输出频率稳定、波形纯正的信号。
晶振倍频和降频原理
降频：一个晶振只有一个固定频率，但可以通过分频、倍频扩展出许多频率，原信号通过N分频，频率变为原来的1/N，周期变为原来的N倍。
倍频：频率变为N倍，周期变为1/N倍。倍频是利用锁相环（PLL）的原理进行频率的增倍。如STM32单片机外接8M晶振，但是主频却能跑72M。
晶振计数原理
在石英两电极外加电压后，晶片会发生形变，反过来，如果外力使得晶体变形，两极上又会产生电压，这就是我们所说的压电效应。我们正是利用石英晶体的这一物理特性制造出不同频率的晶振产品。
时钟芯片内部包括有储存器及累加器等部分构成，而这些都需要逻辑门电路在时钟信号的指引下完成逻辑任务。比如在逻辑门电路中的锁存器就是一个D触发器，而触发器的置1、清0及置数功能都需要跳变沿。D触发器就是上升沿后存入数据，而这个上升沿就需要外部时钟晶振提供稳定的脉冲信号。
