一、51单片机的晶体振荡电路干什么用的?
51单片机的振荡器是用来向单片机提供一个基准的工作频率。
单片机根据这个频率运行程序及控制外部设备。
振荡器按照指定的频率产生波形,单片机就在这个波形上完成各种操作。多功能I/O引脚中的P1与P2所说的地址不是C语言中的地址,P1与P2的地址是硬件的地址,C语言中的地址是软件地址,一般C语言中的地址是内存地址。
二、单片机内部振荡器原理?
原理:单片机系统里都有晶振,在单片机系统里晶振作用非常大,全程叫晶体振荡器,他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率,单片机晶振提供的时钟频率越高,那么单片机运行速度就越快,单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。STC89C51使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源,由于单片机内部带有振荡电路,所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可,电容容量一般在15pF至50pF之间。
三、51单片机内部是不是有振荡电路?那么为何还要外接晶振?
单片机内部是RC振荡电路,精度不高,温度漂移也大
虽然现在大部分单片机都有内部的RC振荡电路。但比较老旧的51单片机其实是没有内置振荡电路的。并且内部的振荡电路公差非常大,最高可能去到20%,一般都会有2%的公差;温度对内部振荡的频率影响也非常大。所基单片机基本上都有外置晶振的引脚。
时间精度要求不高可以使用内置振荡电路
单片机内部的振荡电路为RC振荡电路,公差相对较大。使用内置振荡电路,可以降低产品的成本。外部晶振不使用时,还可以把晶振引脚设置为普通IO。对于时间要求不高的应用,配置使用内置RC振荡电路是完全没有问题的。比如设计一个搅拌机,用户设置搅拌时间为1分种,实际上只搅拌了55秒或者65秒,并不会影响到用户体验。
时间要求较高的设计必须使用外置晶振
使用外部晶振必须注意晶振频率的选择,比如4MHz和4.1943MHz的晶振是有很大差别的。如果一个指令周为12个时钟周期,用4MHz晶振时,一个指令为3us,计算起来比较容易。但在数字电路中是以二制进计数的,2^22(2的22次方)=4,194,304,所以使用4.194Mhz的晶振计时会更精确。在需要设计时钟的应用,我们一般都会选择32.768KHz的低速晶振进行计时,因为2^15(2的15次方)刚好为32.768K,不会产生累计误差。
在使用外部晶振的时候,选择合适的负载电容和负载电阻也相当重要!可能会影响到时钟的起振和计时的精度!
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四、51单片机晶振原理?
51单片机片内有一个高增益的反相放大器,反相放大器的输入端为晶振引脚1,输出端为晶振引脚2。由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。
晶振的振荡信号从晶振引脚2端送入内部时钟电路,该振荡信号被二分频,产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。时钟信号的周期称为状态时间S,它是振荡周期的2倍。P1信号在每个状态的前半周期有效,在每个状态的后半周期P2信号有效。CPU就是通过两相时钟P1和P2为基本节拍来协调单片机实现各部分的有效工作。