说说单片机里的时钟源

作者:亚博yabo888vip发布时间:2022-02-25 06:13

本文摘要:无论是单片机还是微处理器,它们的核心都是大规模的时序逻辑电路,而驱动时序逻辑电路的动力则是精确而平稳的时钟源——不要小看定语“精确而平稳”哦,实质上人类的科技之所以能如此平稳、高速的发展,就是必不可少精确而平稳的时钟源。比如单片机所用于的晶体振荡器,就是一种较为精确的时钟源。在晶体振荡器之前,波动源一般是LC振荡电路等电路,但它们不会受到外界的影响(振动、温度等),其误差有可能超过kHz级别。 长时间的工作情况下其准确度也无法确保。

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无论是单片机还是微处理器,它们的核心都是大规模的时序逻辑电路,而驱动时序逻辑电路的动力则是精确而平稳的时钟源——不要小看定语“精确而平稳”哦,实质上人类的科技之所以能如此平稳、高速的发展,就是必不可少精确而平稳的时钟源。比如单片机所用于的晶体振荡器,就是一种较为精确的时钟源。在晶体振荡器之前,波动源一般是LC振荡电路等电路,但它们不会受到外界的影响(振动、温度等),其误差有可能超过kHz级别。

长时间的工作情况下其准确度也无法确保。无线电和数字电路的发展被迫一种精确且平稳的时钟源问世,于是就有了晶体振荡器。将石英晶体按照一定的方式切割成,并向其产生电压,它就不会在另加电场的起到下开始振动,这种性质被称作“压电性”。这就使得石英晶体享有了需要与外界的波动谐振的能力。

按照某种程度的方式切割成出来的晶体享有着完全相同的波动频率,这也就使得批量生产石英晶体沦为了有可能。简单的石英晶体振荡器的内部一般是这样的:一片仪器切割成好的晶体摆放在中间,被两片化学处置过的金属氧化物垫在中间,后用结实的金属外壳纸盒好。这也是为什么晶振的电路图符号是一两个电极垫着一个晶体。

典型的石英晶体振荡器的应用于电路如下图右图:这种电路被称作皮尔斯振荡器,利用一个反相器来已完成电路。下方的两个电容一般所取完全相同的电容值,它们的给定可以黯淡的影响整个电路的波动频率。它们的起到是与石英晶体包含带通滤波器,在石英晶体的共振频率上构成一个180度的光波。

这个电路最多见于单片机的时钟部分。对于石英晶体来说,被切割成的越细,其共振频率越高——但也不是无极限的,切割成的过细的话,石英晶体将很更容易碎裂。

而这个无限大频率大约为20MHz。那那些20MHz以上的晶体是怎么制作的呢?实质上,对于多达20MHz的晶体,它们所利用的是晶体振荡频率中的谐波。我们可以强化晶体的奇数倍谐波并利用它。

比如我想用于50MHz的晶体的话,我可以生产一块10MHz的晶体,并使它的结构强化5倍谐波(50MHz)。对于这样的晶体来说,如果必须洁净的50MHz的话,在用于时就必须用于外接的谐振电路自由选择出有这个50MHz的谐波。对于时钟源这种东西来说,我们总有一天会在乎它的精度高,越高就越好。但是即使是晶振这种有很长历史的振荡器,也充足我们只想研究上一段时间了呢!。


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