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2020年06月03日 | 单片机为什么需要晶振?外接晶体的值可以随意选择呢？
2020-06-03 来源：eefocus
首先解释一下单片机为什么需要晶振。
晶振是什么？全称是石英晶体振荡器，是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来，可以生成频率和峰值稳定的正弦波。而单片机在运行的时候，需要一个脉冲信号，做为自己执行指令的触发信号，可以简单的想象为：单片机收到一个脉冲，就执行一次或多次指令。
第二个问题，是不是外接晶体的值可以随意选择呢？
当然不是，这就像不同的发动机有不同的最大功率一样，每种型号的的单片机都有最大能接受的晶体频率。先说51，它能够外接的最大晶体是24M，AVR单片机能够外接的最大晶振是16M。更高级的可编程芯片，例如FPGA，ARM，可以达到几百M，不过暂时不在我们的考虑范围之内。
第三个问题，为什么51最大可外接24M（不同厂家的值略有不同），而AVR等高级单片机只有16M？这设计到单片机的指令结构。
51单片机用的是复杂指令集，最直接的体现就是，它需要12个时钟周期来运行一条指令，当它外接12M晶体时，时钟周期为1/12M秒，运行一条简单的指令需要1/1M秒；而430和AVR单片机使用的是精简指令集，只需要一个时钟周期就能运行一条指令。这样看来，51最快的指令执行速度也就是2M每秒，而430或者AVR单片机的指令执行速度是16M每秒。
第四个问题，是不是所有的单片机都需要晶体？这就要回到我们最初的目的，我们给单片机接上晶体的目的是什么？
获取稳定的脉冲！那只要有合适的方法生成稳定的脉冲，那就可以去掉外接的晶体。举例，AVR单片机，它在单片机内部集成了一个RC振荡电路，通过对熔丝位进行编程，可以内部生产1M,2M,4M,8M的震荡频率，进而替代相应的晶体。
缺点是振荡电路在环境比较恶劣的情况下，不是很稳定，对一些计时要求比较严格的仪器和设备，不建议使用。如果对时间要求不高，多一个毫秒少一个毫秒无所谓的话，那就可以放心用了。
第五个问题，12M晶体和11.0592M晶体有什么区别？
呵呵，其实单从指令的执行速度来看，区别不大。采用11.0592M的唯一目的是为了获得精准的串口通信频率，简称就是波特率，它能够精准的生成9600的波特率，在串口通信中较常用。
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史海拾趣
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