晶振时钟电路原理(51单片机晶振电路工作原理)
本文目录
32单片机晶振原理及作用
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。
晶振工作原理是什么
晶振是电路中常用用的时钟元件,全称是叫晶体震荡器，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。
51单片机晶振电路工作原理
51单片机系统，外接晶振是必须的（当然也可以外接时钟脉冲，但是很少用），因为单片机的运行必须依赖于稳定的时钟脉冲。但是随着技术的发展，现在很多单片机都已经集成了内部时钟，所以在一般的应用场合，可以不用外接晶振电路了。不过由于内部时钟容易受外界干扰，所以在要求严格的场合，晶振电路还是很有必要的。
该电路不只是有一个晶振，还有两个电容，这两个电容有什么作用呢？
这两个电容一般称为“匹配电容”或者“负载电容”、“谐振电容”。晶振电路中加这两个电容是为了满足谐振条件。一般外接电容，是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。只有连接合适的电容才能满足晶振的起振要求，晶振才能正常工作。
为什么接晶振电路
接晶振电路是为确保电路系统的时序精度和可靠性。1.晶振电路可以提供稳定的时钟频率，保证电路系统的时序精度和稳定性，使系统能够准确地完成各种操作。2.如果电路中的时钟频率不稳定，可能会导致电路输出的信号不可靠，从而影响整个系统的正常运行。所以，晶振电路是为了确保电路系统的可靠性而被广泛应用的。3.此外，现代电子系统越来越复杂，特别是在高频、高速、高精度的领域，对时序精度和可靠性的要求也越来越高。因此，连接晶振电路已成为各种电子系统必不可少的组成部分。
时钟的原理常识
时钟的原理是通过一种稳定的振荡器来测量时间的过程。常见的时钟原理有机械、电子和原子三种。在机械时钟中，时间是通过齿轮传动和摆轮振动来测量的。电子时钟则依靠晶体振荡器产生稳定的电信号进行计时，这个信号可以通过计数器来记录。
而原子钟则利用原子的特性，通常使用铯或铷等原子的振荡频率作为时间的基准。通过不断累积这些振荡信号，时钟能够准确地显示时间。
晶振为什么能控制时钟
晶振能够控制时钟。首先，晶振中的石英石具有压电效应，即受到外部电场的影响而产生机械振荡。将石英石加工成具有特定尺寸的晶体后，加上电压即可产生准确的机械振荡。这种机械振荡会被转换成电信号输出，并且具有频率稳定、误差小的优点。由于电子元器件对于频率非常敏感，利用晶振的准确频率可以用来控制时钟。同时，晶振的精度和稳定性高于其他时钟控制元件，可以确保时钟的准确性和稳定性。因此，晶振现在被广泛应用于各种时钟和计时设备，如电脑、手机、手表等。
