原创 怎样辨别单片机的内部晶振与外部晶振

       说起单片机，各位电子工程师接触得最多的就是单片机了，单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。

一、单片机晶振简单介绍

　　单片机晶振是单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率的部件，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。晶振结合单片机内部电路产生单片机所需要的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行的速度就越快，单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。

二、单片机晶振的原理

　　单片机晶振一般采用三端式（考毕兹） 交流等效振荡电路；实际的晶振交流等效电路中，其中Cv是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现，这也是压控作用的机理；把晶体的等效电路代替晶体后。其中Co,C1,L1,RR是晶体的等效电路。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。

       分析整个振荡槽路可知，利用Cv来改变频率是有限的，决定振荡频率的整个槽路C=Cbe,Cce,Cv三个串联后和Co并联再和C1串联。可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化时对整个槽路的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上，由于C1很小（1E-15量级），Co不能忽略（1E-12量级，几PF）。所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压（Cbe上的电压）却越来越小，最后导致停振。通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。采用泛音次数越高的晶振，其等效C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。

        简单地说，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，单片机就无法工作。

三、单片机晶振的作用

　　单片机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。

　　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。

四、怎样辨别单片机的内部晶振与外部晶振

　　单片机的外部晶振稳定，受温度，湿度等环境因素影响比内部振荡器小，精度比较高。而且当设计需要降低功耗时，比如说便携式仪表等，就需要外设晶振，因为内部振荡器不能根据需要停止，而外部晶振可以适时停止，从而进入休眠状态，降低功耗。

　　而单片机的内部晶振一般不够准确，误差比较大。但是单片机的内部晶振和外部晶振的作用都是一样的，给系统提供时钟。如果对频率要求不高的话（比如不涉及串口通信和精确定时等的话），用内部晶振就足够了，并且这样成本还低。内部时钟，频率受温度等其它影响，但是能省下晶振的钱，还有2个I/O.所以，如果对频率要求不高，一般是优先选用内部振荡。 假如你想要省电，用了SLEEP,那你就不能用内部振荡了，内部振荡会停止！