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細說單片機晶振電路中22pf或30pf電容的作用

作者: 時間:2016-11-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
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細說單片機晶振電路中22pf或30pf電容的作用

來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:
關(guān)鍵字:單片機晶振

剛學(xué)單片機的學(xué)長告訴我單片機的晶振電路中就是用22pf或30pf的電容就行,聽人勸吃飽飯吧,照著焊電路一切ok,從沒想過為什么,知其所以然而不知其為什么所以然,真是悲哀,最近狀態(tài)好像一直不太好,也難以說清楚為什么,前幾天跟著老師去別的實驗室聽課,其實也就是聽一聽老師和師傅給別的實驗室的同學(xué)講嵌入式的種種,還有就是那天師傅單獨和談了挺長時間,我從心底感謝他們,他們讓我懂得反思,調(diào)整,我對自己持有怎么的學(xué)習(xí)態(tài)度和應(yīng)該如何付諸于行動有了新的理解,這遠比單純的交給我一些知識要好很多。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201611/319888.htm

說起這個小知識點本人還有這么個經(jīng)歷呢也順便和大家一塊兒分享一下吧。話說我曾經(jīng)幫一女生做東西,其實超級簡單就是個ATMEGAL16單片機的溫度采集系統(tǒng),我焊工雖然一般但給女生幫忙么,還是比較用心的應(yīng)該沒問題的,事實卻不盡人意焊出來的最小系統(tǒng)竟然不好使,我用萬能表把電路查了幾遍也沒找出錯誤,然后就懷疑是不是單片機就鎖死了,換了幾塊單片機也不好使,自己還一直認為我在同一屆的同學(xué)中算還學(xué)得可以的,真是有點可笑,最后發(fā)現(xiàn),在我原件短缺的情況下我糊里糊涂把兩個0.1uf的電容焊在了晶振電路中,導(dǎo)致晶振不起振所以整個電路就表現(xiàn)為不好使,換成22pf的電容馬上就好使了,當(dāng)時其實應(yīng)該馬上弄明白,但我卻沒有予以理睬實屬不應(yīng)該。老師說得對我們確實缺少打破沙鍋問到底的精神,,,,,,

讓我們一起來看看到底晶振電路中為什么用22pf或30pf的電容而不用別的了。

其實單片機和其他一些IC的振蕩電路的真名叫“三點式電容振蕩電路”,如下圖

Y1是晶體,相當(dāng)于三點式里面的電感,C1和C2就是電容,5404非門和R1實現(xiàn)一個NPN的三極管,接下來分析一下這個電路。

5404必需要一個電阻,不然它處于飽和截止區(qū),而不是放大區(qū),R1相當(dāng)于三極管的偏置作用,讓5404處于放大區(qū)域,那么5404就是一個反相器,這個就實現(xiàn)了NPN三極管的作用,NPN三極管在共發(fā)射極接法時也是一個反相器。

大家知道一個正弦振蕩電路要振蕩的條件是,系統(tǒng)放大倍數(shù)大于1,這個容易實現(xiàn),相位滿足360度,與晶振振蕩頻率相同的很小的振蕩就被放大了。接下來主要講解這個相位問題:

5404因為是反相器,也就是說實現(xiàn)了180°移相,那么就需要C1,C2和Y1實現(xiàn)180°移相就可以,恰好,當(dāng)C1,C2,Y1形成諧振時,能夠?qū)崿F(xiàn)180移相,這個大家可以解方程等,把Y1當(dāng)作一個電感來做。也可以用電容電感的特性,比如電容電壓落后電流90°,電感電壓超前電流90°來分析,都是可以的。當(dāng)C1增大時,C2端的振幅增強,當(dāng)C2降低時,振幅也增強。有些時候C1,C2不焊也能起振,這個不是說沒有C1,C2,而是因為芯片引腳的分布電容引起的,因為本來這個C1,C2就不需要很大,所以這一點很重要。接下來分析這兩個電容對振蕩穩(wěn)定性的影響。

因為5404的電壓反饋是靠C2的,假設(shè)C2過大,反饋電壓過低,這個也是不穩(wěn)定,假設(shè)C2過小,反饋電壓過高,儲存能量過少,容易受外界干擾,也會輻射影響外界。C1的作用對C2恰好相反。因為我們布板的時候,假設(shè)雙面板,比較厚的,那么分布電容的影響不是很大,假設(shè)在高密度多層板時,就需要考慮分布電容。

有些用于工控的項目,建議不要用無源晶振的方法來起振,而是直接接有源晶振。也是主要由于無源晶振需要起振的原因,而工控項目要求穩(wěn)定性要好,所以會直接用有源晶振。在有頻率越高的頻率的晶振,穩(wěn)定度不高,所以在速度要求不高的情況下會使用頻率較低的晶振。




關(guān)鍵詞: 單片機晶振電路電

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