如何選擇合適的晶振

一、什么是晶振

晶振，全名叫“晶體振蕩器”，它在電路當(dāng)中起到產(chǎn)生振蕩頻率的作用，我們都知道，單片機(jī)可以看成是在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下的時(shí)序邏輯電路，那么這個(gè)所需要的時(shí)鐘就是晶振來產(chǎn)生，可以說它的單片機(jī)的心臟，讓單片機(jī)時(shí)刻有脈動(dòng)，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏，晶振的頻率有32.768kHz、1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、12MHz……當(dāng)然，還有很多其他頻率。

晶振有無源晶振以及有源晶振，我們平時(shí)看到在電路板上面由電容、電阻等元器件來助起振的晶振其實(shí)就是無源晶振，它需要外部元器件輔助；二有源晶振它在單片機(jī)內(nèi)部里面，它不用外部元器件輔助起振。時(shí)鐘信號(hào)可以三種方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，不過一般是RC振蕩電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信端；另兩種為外部方式，即外接一個(gè)晶振，時(shí)鐘信號(hào)由外部引入和引入外部振蕩器作為輸入。

二、如何選擇合適的晶振

可以說現(xiàn)在的晶振很多，我說的是單片機(jī)外接的晶振，有石英晶振，有溫度補(bǔ)償?shù)木д竦鹊?，那么我們?cè)谶x擇晶振 時(shí)候需要注意哪些細(xì)節(jié)呢？

晶振主要的參數(shù)無非主要是這幾個(gè)：頻率；精度；適用的環(huán)境溫度，封裝尺寸。

1、頻率

這應(yīng)該最主要的參數(shù)，頻率決定著單片機(jī)能否高速運(yùn)行，如果使用過程中對(duì)于頻率要求不是很嚴(yán)格，可以考慮用單片機(jī)內(nèi)部晶振，例如對(duì)于STM32內(nèi)部晶振它可以達(dá)到8MHz，甚至16Hz，如果對(duì)頻率要求不高的話，也就是普通類型的驅(qū)動(dòng)之類，不涉及兩個(gè)單片機(jī)通訊、不涉及串口通信、不涉及時(shí)間方面，例如定時(shí)等，這時(shí)候可以考慮用單片機(jī)內(nèi)部晶振，例如ST單片機(jī)內(nèi)部自帶的RC時(shí)鐘 HSI(High-speed internal (HSI) RCoscillator)， 頻率一般是8MHz或16MHz，一般的貼片無源晶振都要幾毛錢，如果使用內(nèi)部振蕩，可以省去不少錢呢，同時(shí)電路也省去了不少元器件；

2、精度

如果對(duì)于精度要求很高的話，例如電路當(dāng)中會(huì)涉及到時(shí)間的準(zhǔn)確精度的話那就只能用外部晶振了，因?yàn)橥獠烤д癖容^穩(wěn)定而內(nèi)部晶振的誤差比較大，時(shí)間久了對(duì)于時(shí)間的累積產(chǎn)生很大誤差，特別是對(duì)于RC振蕩器對(duì)于溫度比較敏感，容易受其影響。

3、環(huán)境溫度

環(huán)境溫度對(duì)于內(nèi)部晶振，也就是RC振蕩器影響較大，下圖是某STM32芯片內(nèi)部RC振蕩器振蕩頻率誤差值隨著溫度的變化曲線圖，可以看出，在25℃左右時(shí)候，它的振蕩精度能保持在1%以內(nèi)，但是隨著溫度的不斷上升或者下降，它的精度都逐漸下降，因此對(duì)于在使用環(huán)境溫度比較惡劣且對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格控制的場(chǎng)合的環(huán)境時(shí)候可以不考慮用內(nèi)部的晶振。

4、封裝尺寸

晶振的封裝有很多，有貼片的、插進(jìn)陶瓷、圓柱體的等，特別是現(xiàn)在的貼片晶振尺寸越來越小，可以滿足不同的場(chǎng)合，在選用晶振時(shí)候需要考慮晶振尺寸對(duì)電路板的影響。

審核編輯：湯梓紅