51單片機晶振的三七二十一個(gè)問(wèn)題

　　最近EEPW論壇熱火朝天的進(jìn)行著(zhù)51 單片機開(kāi)發(fā)板 DIY 活動(dòng)?；厥桩斈?，在初學(xué)51單片機的時(shí)候，總是伴隨很多有關(guān)與晶振的問(wèn)題，其實(shí)晶振就是如同人的心臟，是血液的是脈搏，把單片機的晶振問(wèn)題搞明白了，51單片機的其他問(wèn)題迎刃而解……

　　今天大俠把自己當年學(xué)習51單片機有關(guān)晶振的問(wèn)題一并總結出來(lái)，希望對初學(xué)51的童鞋來(lái)說(shuō)能有幫助。

　　一，為什么51單片機愛(ài)用11.0592MHZ晶振?

　　其一：因為它能夠準確地劃分成時(shí)鐘頻率，與UART(通用異步接收器/發(fā)送器)量常見(jiàn)的波特率相關(guān)。特別是較高的波特率(19600，19200)，不管多么古怪的值，這些晶振都是準確，常被使用的。

　　其二：用11.0592晶振的原因是51單片機的定時(shí)器導致的。用51單片機的定時(shí)器做波特率發(fā)生器時(shí)，如果用11.0592Mhz的晶振，根據公式算下來(lái)需要定時(shí)器設置的值都是整數;如果用12Mhz晶振，則波特率都是有偏差的，比如9600，用定時(shí)器取0XFD，實(shí)際波特率10000，一般波特率偏差在4%左右都是可以的，所以也還能用STC90C516 晶振12M 波特率9600 ，倍數時(shí)誤差率6.99%，不倍數時(shí)誤差率8.51%，數據肯定會(huì )出錯。 這也就是串口通信時(shí)大家喜歡用11.0592MHz晶振的原因，在波特率倍速時(shí)，最高可達到57600，誤差率0.00%。 用12MHz，最高也就4800，而且有0.16%誤差率，但在允許范圍，所以沒(méi)多大影響。

　　二，在設計51單片機系統PCB時(shí)，晶振為何被要求緊挨著(zhù)單片機?

　　原因如下：晶振是通過(guò)電激勵來(lái)產(chǎn)生固定頻率的機械振動(dòng)，而振動(dòng)又會(huì )產(chǎn)生電流反饋給電路，電路接到反饋 后進(jìn)行信號放大，再次用放大的電信號來(lái)激勵晶振機械振動(dòng)，晶振再將振動(dòng)產(chǎn)生的電流反饋給電路，如此這般。當電路中的激勵電信號和晶振的標稱(chēng)頻率相同時(shí)，電 路就能輸出信號強大，頻率穩定的正弦波。整形電路再將正弦波變成方波送到數字電路中供其使用。

　　問(wèn)題在于晶振的輸出能力有限，它僅僅輸出以毫瓦為單位的電能量。在 IC(集成電路) 內部，通過(guò)放大器將這個(gè)信號放大幾百倍甚至上千倍才能正常使用。

　　晶振和 IC 間一般是通過(guò)銅走線(xiàn)相連的，這根走線(xiàn)可以看成一段導線(xiàn)或數段導線(xiàn)，導線(xiàn)在切割磁力線(xiàn)的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生電流，導線(xiàn)越長(cháng)，產(chǎn)生的電流越強?，F實(shí)中，磁力線(xiàn)不常見(jiàn)，電磁波卻到處都是，例如：無(wú)線(xiàn)廣播發(fā)射、電視塔發(fā)射、手機通訊等等。晶振和IC之間的連線(xiàn)就變成了接收天線(xiàn)，它越長(cháng)，接收的信號就 越強，產(chǎn)生的電能量就越強，直到接收到的電信號強度超過(guò)或接近晶振產(chǎn)生的信號強度時(shí)，IC內的放大電路輸出的將不再是固定頻率的方波了，而是亂七八糟的信 號，導致數字電路無(wú)法同步工作而出錯。

　　所以，畫(huà)PCB(電路板)的時(shí)候，晶振離它的放大電路(IC管腳)越近越好。

　　三，單片機電路晶振不起振原因分析

　　遇到單片機晶振不起振是常見(jiàn)現象，那么引起晶振不起振的原因有哪些呢?

　?、?PCB板布線(xiàn)錯誤;②單片機質(zhì)量有問(wèn)題;③ 晶振質(zhì)量有問(wèn)題;

　?、茇撦d電容或匹配電容與晶振不匹配或者電容質(zhì)量有問(wèn)題;⑤PCB板受潮，導致阻抗失配而不能起振;⑥ 晶振電路的走線(xiàn)過(guò)長(cháng);

　?、呔д駜赡_之間有走線(xiàn);⑧外圍電路的影響。

　　解決方案，建議按如下方法逐個(gè)排除故障：

　?、?排除電路錯誤的可能性，因此可以用相應型號單片機的推薦電路進(jìn)行比較。② 排除外圍元件不良的可能性，因為外圍零件無(wú)非為電阻，電容，很容易鑒別是否為良品。③ 排除晶振為停振品的可能性，因為不會(huì )只試了一二個(gè)晶振。④試著(zhù)改換晶體兩端的電容，也許晶振就能起振了，電容的大小請參考晶振的使用說(shuō)明。

　?、菰赑CB布線(xiàn)時(shí)晶振電路的走線(xiàn)應盡量短且盡可能靠近IC，杜絕在晶振兩腳間走線(xiàn)。

　　四，51單片機時(shí)鐘電路用12MHZ的晶振時(shí)那電容的值是怎樣得出來(lái)的?拿內部時(shí)鐘電路來(lái)說(shuō)明吧!

　　其實(shí)這兩個(gè)電容沒(méi)人能夠解釋清楚到底怎么選值，因為22pF實(shí)在是太小了。這個(gè)要說(shuō)只能說(shuō)和內部的振蕩電路自身特性有關(guān)系，搭配使用，用來(lái)校正波形，沒(méi)有人去深究它到底為什么就是這么大的值。

　　19.89c52單片機如果不接晶振會(huì )有什么后果?

　　單片機不工作了 程序無(wú)法燒入……等等

　　五，單片機晶振電路中兩個(gè)微調電容不對稱(chēng)會(huì )怎樣?相差多少會(huì )使頻率怎樣變化?在檢測無(wú)線(xiàn)鼠標的接受模塊時(shí)，發(fā)現其頻率總是慢慢變化(就是一直不松探頭的手,發(fā)現頻率慢慢變小)晶振是新的!

　　電容不對稱(chēng)也不會(huì )引起頻率的漂移,說(shuō)的頻率漂移可能是因為晶振的電容的容量很不穩定引起的,可以換了試,換兩電容不難,要不就是的晶振的穩定性太差了,或者測量的方法有問(wèn)題.