单片机常用电路之晶振电路
1. 单片机常用电路1-晶振电路
早期的单片机（比如经典的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。
晶振电路1
图1是典型的单片机外接晶振电路。
图1 单片机晶振电路
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。
负载电容的值由如下公式计算：
负载电容无法满足的话一般会使晶体频率产生偏差，严重的话晶体无法起振。电路设计中要尽量满足晶体的负载电容需求，从而使晶体工作在最佳状态。负载电容计算公式如下：
cl = c1*c2 / (c1+c2) + cs
cl为晶振的负载电容值，一般通过查询晶振的数据手册获得。cs为电路板的寄生电容，一般取 3~5pf，取c1 = c2，那么公式可以简化成如下：
cl = c1 / 2 + cs
一般情况下，增大负载电容的值会使振荡频率下降，减小负载电容的值，会使振荡频率上升。
晶振电路2
我们有时候还会看到如图2所示的晶振电路。
图2 不带并联电阻和带并联电阻的晶振电路
该电路中晶振上又并了一个电阻，这是为什么呢？
这个电阻实际上是反馈电阻，是为了方便晶振起振的。对于coms而言，这个电阻的阻值可以是1m以上，对于ttl则是需要视情况而定。最好的办法是看看芯片的数据手册，确认芯片晶振电路内部是否有电阻，如果没有，电路设计时最好加上。
晶振电路3
图3是有源晶振电路。
图3 有源晶振电路
有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。有源晶振不需要cpu的内部振荡器，连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的pi型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。
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图1 单片机晶振电路
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。
负载电容的值由如下公式计算：
负载电容无法满足的话一般会使晶体频率产生偏差，严重的话晶体无法起振。电路设计中要尽量满足晶体的负载电容需求，从而使晶体工作在最佳状态。负载电容计算公式如下：
cl = c1*c2 / (c1+c2) + cs
cl为晶振的负载电容值，一般通过查询晶振的数据手册获得。cs为电路板的寄生电容，一般取 3~5pf，取c1 = c2，那么公式可以简化成如下：
cl = c1 / 2 + cs
一般情况下，增大负载电容的值会使振荡频率下降，减小负载电容的值，会使振荡频率上升。
晶振电路2
我们有时候还会看到如图2所示的晶振电路。
图2 不带并联电阻和带并联电阻的晶振电路
该电路中晶振上又并了一个电阻，这是为什么呢？
这个电阻实际上是反馈电阻，是为了方便晶振起振的。对于coms而言，这个电阻的阻值可以是1m以上，对于ttl则是需要视情况而定。最好的办法是看看芯片的数据手册，确认芯片晶振电路内部是否有电阻，如果没有，电路设计时最好加上。
晶振电路3
图3是有源晶振电路。
图3 有源晶振电路
有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。有源晶振不需要cpu的内部振荡器，连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的pi型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。
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