为什么51单片机爱用11.晶振时被要求紧挨着单片机？

什么是晶体振荡器？全称石英晶振，是一种高精度、高稳定性的振荡器。通过一定的外部电路，可以产生频率和峰值稳定的正弦波。单片机在运行时，需要一个脉冲信号作为触发信号，自己执行指令。可以简单的想象，单片机在接收到一个脉冲时，会执行一条或多条指令。

当我第一次了解51单片机时，总是有很多与晶振有关的问题。其实晶振就像人的心脏，血液就是脉搏。了解了单片机的晶振问题后，51单片机的其他问题就迎刃而解了。

一、为什么51个MCU都爱用1个1.晶振？

一：因为可以精确划分为时钟频率，所以和UART（ /）常用的波特率有关。尤其是在较高的波特率下（19600、19200），无论数值多么古怪，这些晶体都是准确的并且经常使用。

第二：使用11.0592晶振的原因是51单片机的定时器造成的。使用51单片机的定时器作为波特率发生器时，如果使用11.的晶振，定时器需要设置的值都是整数，按照公式; 如果使用 12Mhz 晶振，波特率都是整数。如果有偏差，比如9600，用定时器取0XFD，实际波特率10000，一般波特率偏差在4%左右。@6.99%，非倍数时的错误率为8.51%，数据肯定会出错。这也是为什么大家都喜欢在串口通信中使用11.晶振的原因。波特率翻倍时，最高可达57600，错误率0.00%。用12MHz，最大4800，有0.16%的错误率，不过在允许范围内，所以无所谓。

二、在设计51单片机系统PCB时，为什么要在单片机旁边放晶振？

原因如下：晶振通过电激励产生固定频率的机械振动，振动会产生电流反馈给电路。电路收到反馈后，对信号进行放大，放大后的电信号用于再次激发晶振的机械振动。振动产生的电流反馈给电路，以此类推。当电路中的激励电信号与晶振的标称频率相同时，电路可以输出信号强、频率稳定的正弦波。整形电路将正弦波变成方波，送至数字电路使用。

问题是晶体振荡器的输出能力有限，它只能输出毫瓦级的电能。在IC（集成电路）内部，信号可以通过放大器放大数百甚至数千倍，才能正常使用。

晶振和IC一般用铜线连接。这条线可以看作是一段线或几段线。切割磁力线时，导线会产生电流。电线越长，产生的电流越强。现实中，磁力线并不常见，但电磁波无处不在，如无线广播传输、电视塔传输、手机通讯等等。

晶振与IC之间的连接成为接收天线。时间越长晶振起振时间有哪些参数确定，接收到的信号越强，产生的电能也越强，直到接收到的电信号强度超过或接近晶振产生的信号强度。，IC中放大电路的输出将不再是固定频率的方波，而是杂乱无章的信号，会导致数字电路无法同步工作。

因此，在绘制PCB（电路板）时，晶振离其放大电路（IC管脚）越近越好。

三、单片机电路晶振不振的原因分析

单片机的晶振不振动是普遍现象，那么晶振不振动的原因有哪些呢？

①PCB接线错误；②单片机质量有问题；③晶振质量有问题；

④负载电容或匹配电容与晶振不匹配或电容质量有缺陷；

⑦晶振两脚之间有接线；⑧外围电路的影响。

解决方法，建议一一排查如下：

①排除电路错误的可能，可与相应型号单片机推荐电路进行比较。②排除周边元器件不良的可能性，因为周边元器件无非就是电阻电容，很容易辨别是不是好产品。③排除晶振是停振产品的可能性，因为它不会只试一两个晶振。④尝试更换晶振两端的电容，晶振可能会开始振动。电容尺寸请参考晶振使用说明书。

⑤ 晶振电路走线尽量短，PCB布线时尽量靠近IC，避免晶振两脚之间走线。

四、51单片机时钟电路使用12MHZ晶振时，电容的值怎么取？

拿内部时钟电路来说明吧！

事实上，没有人能解释如何选择这两个电容的值，因为 22pF 太小了。这只能说与内部振荡电路本身的特性有关。它用于组合校正波形。没有人深入了解为什么它具有如此大的价值。

19.89c52 89c52单片机不接晶振会有什么后果？

单片机不工作，程序无法烧录……等等。

五、单片晶振电路中两个微调电容不对称怎么办？频率会改变多少？

在测试无线鼠标的接收模块时，发现它的频率总是变化缓慢（即探头的手没有松开，频率逐渐降低）。晶振是新的！

电容的不对称性不会引起频率漂移。频率漂移可能是晶振电容容量不稳定造成的。可以更换并试用。更换两个电容不难，还是晶振稳定性太差。，或者测量方法有问题。

六、关于单片机的晶振和速度的问题，指令执行的周期不是由晶振决定的吗？

然后，例如，51单片机和51连接到高速晶体振荡器，430连接到低速晶体振荡器。51跑得更快吗？单片机的速度是不是只跟晶振有关？关键是单片机能不能支持这么大的晶振？

每个微控制器的速度受限于内部逻辑门的转换速度。两个芯片使用同一个晶振，比如12M。因为 AVR 是 RISC 指令集，所以在相同的外部晶振频率下比 51 快。

比如51最快可以接40M，AVR就是16M晶振。

大多使用12MHz晶振，但由于它的12个时钟周期只有一个机器周期，相当于它的主频只有1MHz。

使用RISC简化指令集，如果430单片机采用内部DCO振荡，主频可达21MHz。单条指令可以在单个时钟周期内执行，同一个晶振比51快12倍。

对于一个51，给他更高的水晶，速度会更快。但对于高级微控制器来说就不同了。高级单片机内部一般都有频率控制寄存器。因此，简单地增加一个晶振可能会达到单片机的极限，导致失控。

七、请问：有什么方法可以判断某个单片机在一定大小的晶振下能否正常工作？

不宜选择过高的晶振。恐怕无法衡量。只能根据其他单片机的要求来确定。一般STC系列单片机的上限为35M或40M，stc只写在上面。比如35I-35I就是一个工业级芯片，晶振最高可达35M。

超过上限会出现什么样的问题，我没有测试过。一般晶振选择12M。如果选择STC 1T指令，则相当于12*12=144M的晶振。如果用于串口通讯，推荐使用11.0592M或22.184M。选择晶振最重要的是参考别人的使用说明。

八、4个单片机用12M晶振都能正常工作吗？一个用内部时钟方式，另外三个用外部方式……这四个可以用内部方式吗（四个单片机都并联一个晶振）？

是的，其中一个正常接晶振，他的XTAL2输出接另外三个XTAL1输入。

九、单片机运行速度与晶振大小的关系，如果单片机最高工作频率为40M，晶振可以24M或更高，但不能超过40M，那么单片机的运行速度就大大提高了？长时间在这个工作频率下对单片机有什么不良影响吗？单片机选择晶振的原则是什么？

当然，它有影响。单片机工作速度越快，功耗越大，干扰也越严重。总之最大可以跑40M，跑不超过40M也没问题。只是对于相关技术（如PCB设计元件的选择等）会高很多。

十、12MHZ晶振常用于89c51单片机的复位电路。事实上，它比市场上的12MHZ略小。为什么？

答：需要串口通讯时，一般使用11.，这样可以计算波特率。

以 12MHZ 的占空比很容易计算。

十一、单片机晶振上电不振动，但用手触摸晶振开始振动。为什么？如何判断单片机的晶振是否在振动？

看看晶振匹配的电容有没有焊好，数值有没有误差？

最简单的就是用示波器，也可以看看供电是否正常。

十二、如何判断单片机外接晶振是否开始振动？

单片机本来是好的后来坏了，换了个晶振。但是几个小时后它不再起作用了，这是怎么回事。还有就是如何判断晶振是否开始振动？

①先尝试换单片机，如果问题依旧，排除单片机；

②可能是虚焊造成的，请注意；

③ 我也遇到过类似的问题。更换晶振即可。看来STC的启动不是那么顺利。其实可以直接看到30针（ALE），接上一个灯，启动震动后马上就可以看到了。

十三、51 单片机晶振接电容大小如何选择？

晶振越大，电容值越大吗？它通常被使用。有人说常用的从15-33pf，如何选择效果最好？比如6M和12M晶振，用多大的电容比较合适？

可以使用15-33pf。一般15P和30P晶振影响不大。常用的4M和12M和11.0592M和20M和24M均采用30P单片机。里面有对应的整形电路。

51单片机的12M晶振接一个电容会怎样？电路图好像是22pF的，但是没有22pF……会不会连接不正常？

不行，水晶不行。15-33p是一个合理的范围。你可以试试看，不会损坏单片机的。

十四、空白单片机没有程序，外接晶振能开始振动吗？

对于没有内部晶振的单片机，​​外部晶振可以开始振动。比如传统的MS51系列单片机，内置晶振，外接晶振不会开始振动，需要配置外接晶振才能开始振动。使用内部晶振，如lab系列单片机

十个五、为什么P1.0输出2.5v电压，单片机好像不工作，晶振波形是不规则的正弦波，可以吗？电路板没有达到预期的效果，发光二极管一直亮着。看来问题仍然出在微控制器上。P1.0输出2.5v电压，看门狗用的X5045.怎么了？

去掉看门狗，暂时做成一个只有电源、8952、晶振和两个30P左右的电容的最小系统。

①设置P1.0端口为1，测试该端口电压是否在2.5V以上；

②将P1.0端口设为0，测试修改端口电压是否为0V左右。

如果是，那没关系。不然就要看电源电压，晶振晶振起振时间有哪些参数确定，8952。电源电压5+，-0.25V，纹波一定要小

十个六、制作和下载单片机，工作电压正常，需要加晶振吗？

当然，它必须添加。如果没有外接晶振，那么单片机的时钟电路就没有了，导致单片机的串口无法进行数据传输，最终下载器无法下载下载程序。

十七、如果89c52单片机使用外接晶振，应该如何设置？

晶振的两个引脚分别接一个20~30pf的电容，然后分别接单片机的XTAL1和XTAL2。两个电容的另一端可以并联再接地，无需设置。

十八、晶振的原理，如何产生正弦信号，详细，从电路分析？

晶体可以等效为一个电感，它与内部的电容形成一个振荡电路。能量慢慢地从电感流向电容，再从电容流向电感，一次又一次地形成振荡。正半周是电容的充放电过程，负半周是电感的充放电过程。

十 九、 现在用 52 单片机做一个红绿灯电路。要求是红灯，绿灯30s，黄灯3s。周期变化。那么如何选择外接晶振呢？单指令周期多少合适？图中两个外接电容的作用是什么？什么是合适的尺寸？

如果选择晶振，可以选择两个电容值：30正负10PF左右（频率在0~33MHZ之间）；

如果选择陶瓷晶振，电容值可以选择：40正负10PF左右（频率为1.2~12MHZ） 振荡器应尽量靠近电容。指令周期可以计算出来，这是一个公式！

两个十、89c52单片晶振频率只有12兆，太小了。如何更改晶振频率？

外部 18.432 或 24MHz 晶振。或者换个4T单片机，相当于把工作频率提高了3倍。或者换成1T单片机，相当于将工作频率提高了8倍！使用1T单片机也有这样的效果。

20一、单片机不正常，晶振问题？如何检查晶振是否正常？另外我看到晶振和两个小电容靠得很近，几乎不用剪管脚就插进去了（就是只要买的就行）。这也有关系吗？

用万用表测量连接晶振的单片机的两个管脚。在正常启动状态下，电压大概略低于电源电压的1/2。如果其中一个或所有引脚为电源电压或为零，则表示未启动振动。引脚越长，一般不会有任何影响。相比之下，接地更为关键。两个谐振电容的接地端应尽可能靠近单片机的电源地。

文章来源:http://www.eepw.com.cn/article/201611/322304.htm

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