历史上的今天
今天是：2025年12月12日（星期五）
2022年12月12日 | 细说单片机晶振电路22pf/30pf电容的作用
2022-12-12 来源：zhihu
前几天跟着老师去别的实验室听课，其实也就是听一听老师和师傅给别的实验室的同学讲嵌入式的种种，还有就是那天师傅单独和谈了挺长时间，我从心底感谢他们，他们让我懂得反思，调整，我对自己持有怎么的学习态度和应该如何付诸于行动有了新的理解，这远比单纯的交给我一些知识要好很多。
说起这个小知识点本人还有这么个经历呢，也顺便和大家一块儿分享一下吧。话说我曾经帮一女生做东西，其实超级简单就是个ATMEGAL16单片机的温度采集系统，我焊工虽然一般但给女生帮忙么，还是比较用心的应该没问题的，事实却不尽人意焊出来的最小系统竟然不好使。
我用万能表把电路查了几遍也没找出错误，然后就怀疑是不是单片机就锁死了，换了几块单片机也不好使，自己还一直认为我在同一届的同学中算还学得可以的，真是有点可笑。最后发现，在我原件短缺的情况下我糊里糊涂把两个0.1uf的电容焊在了晶振电路中，导致晶振不起振所以整个电路就表现为不好使，换成22pf的电容马上就好使了，当时其实应该马上弄明白，但我却没有予以理睬实属不应该。老师说得对我们确实缺少打破沙锅问到底的精神。
让我们一起来看看到底晶振电路中为什么用22pf或30pf的电容而不用别的了。 其实单片机和其他一些IC的振荡电路的真名叫“三点式电容振荡电路”，如下图 。
Y1是晶体，相当于三点式里面的电感，C1和C2就是电容，5404非门和R1实现一个NPN的三极管，接下来分析一下这个电路。
5404必需要一个电阻，不然它处于饱和截止区，而不是放大区，R1相当于三极管的偏置作用，让5404处于放大区域，那么5404就是一个反相器，这个就实现了NPN三极管的作用，NPN三极管在共发射极接法时也是一个反相器。
大家知道一个正弦振荡电路要振荡的条件是，系统放大倍数大于1，这个容易实现，相位满足360度，与晶振振荡频率相同的很小的振荡就被放大了。
接下来主要讲解这个相位问题：
5404因为是反相器，也就是说实现了180°移相，那么就需要C1，C2和Y1实现180°移相就可以，恰好，当C1，C2，Y1形成谐振时，能够实现180移相，这个大家可以解方程等，把Y1当作一个电感来做。也可以用电容电感的特性，比如电容电压落后电流90°，电感电压超前电流90°来分析，都是可以的。
当C1增大时,C2端的振幅增强，当C2降低时，振幅也增强。有些时候C1，C2不焊也能起振，这个不是说没有C1，C2，而是因为芯片引脚的分布电容引起的，因为本来这个C1，C2就不需要很大，所以这一点很重要。接下来分析这两个电容对振荡稳定性的影响。
因为5404的电压反馈是靠C2的，假设C2过大，反馈电压过低，这个也是不稳定，假设C2过小，反馈电压过高，储存能量过少，容易受外界干扰，也会辐射影响外界。C1的作用对C2恰好相反。因为我们布板的时候，假设双面板，比较厚的，那么分布电容的影响不是很大，假设在高密度多层板时，就需要考虑分布电容。
有些用于工控的项目，建议不要用无源晶振的方法来起振，而是直接接有源晶振。也是主要由于无源晶振需要起振的原因，而工控项目要求稳定性要好，所以会直接用有源晶振。在有频率越高的频率的晶振，稳定度不高，所以在速度要求不高的情况下会使用频率较低的晶振。
上一篇:电路设计中7种常用接口类型
下一篇:独立按键和矩阵键盘原理
史海拾趣
|
关于MPU,EC,SMbus,South&North Birdge如何了解学习? 各位XDJM: 小弟对硬件不是很了解,最近要开发一个测试程序突然要涉及一些底层的东西. 任务主要是这样的:就是获得多核CPU每个核的温度... 小弟在做的过程中对这些硬件之间的关系,通信协议搞的很头疼. 虽然通过一些手册知道一些细节上的东 ...… 查看全部问答＞ |
|
大家好！我们最近在做一个STM32F107的板子，才焊好开始调试。。。串口运行的时候总是停留在stm32f10x_cl.s文件的下面这个地方不动： Default_Handler PROC EXPORT ...… 查看全部问答＞ |
|
在驱动库里看到设置PWM中断的函数PWMGenIntTrigEnable(unsigned long ulBase, unsigned long ulGen, unsigned long ulIntTrig) 其中最后一个参数ulIntTrig可选值有: PWM_INT_CNT_ZERO、PWM_INT_CNT_LOAD、PWM_INT_CNT_AU、PWM_INT_CNT_AD、 PWM_ ...… 查看全部问答＞ |
|
SRAM、SDRAM的Verilog模型 SRAM ：IS61LV25616AL.exe SDRAM ：mt48lc2m32b2.v [ 本帖最后由 dream_byxiaoyu 于 2011-11-21 10:44 编辑 ]… 查看全部问答＞ |