晶振在单片机系统中起什么作用

  晶振，又称晶体振荡器，通常分为有源晶振和无源晶振两种类型，无源晶振一般称之为crystal(晶体)，而有源振荡器则叫作oscillator(振荡器)。从晶振的这个名字上就可以知道，它注定要不停地振荡。

单片机是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按照时序进行工作。而晶振起到的作用就是为单片机系统提供基准时钟信号，类似于部队训练时喊口令的教官，所有的士兵都在教官的口令下完成响应的动作。单片机内部所有的工作都是以这个时钟信号为基准来进行工作的。用于产生单片机工作所需要的时钟信号的电路就是时钟电路。

STC89C52单片机的内部有一个高增益反相振荡器，其输入端引脚为19引脚XTAL1，其输出端引脚为18引脚XTAL2，只要在这两个引脚之间跨接晶体振荡器外加两个起振电容一般可取30pf左右，就可以构成一个稳定的自激振荡器。

对于STC单片机，晶振频率范围一般是1.2MHZ~12MHZ，晶体振荡频率越高，系统的时钟频率也越高，单片机的速度也就越快。通常情况下，使用晶振的频率为6MHZ或12MHZ。如果系统中使用了单片机的串口通信，则一般采用振荡频率为11.0592MHZ的晶振，它每秒振荡11059200次。

单片机是按照时序进行工作的，关于MCS-51系列单片机的时序概念有4个，可用定时单位来说明，从小到大依次是：节拍、状态、机器周期和指令周期。把振荡脉冲的周期定义为节拍，用P表示，也就是晶振的振荡频率fosc。振荡脉冲fosc经过二分频后，就是单片机时钟信号的周期，定义为状态，用S表示。一个状态包含两个节拍，其前半周期对应的节拍叫P1，后半周期对应的节拍叫P2。MCS-51系列单片机采用定时控制方式，有固定的机器周期。规定一个机器周期的宽度为6个状态，即12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。

比如当振荡脉冲频率为12 MHz时, 一个机器周期为1µs；当振荡脉冲频率为6MHz时，一个机器周期为2 µs。指令周期是最大的时序定时单位，即执行一条指令所需要的时间。它一般是由若干个机器周期组成。不同指令，所需要的机器周期数也不同。通常包含一个机器周期的指令称为单周期指令，包含两个机器周期的指令称之为双周期指令，依次类推。另外需要注意的是这里的“指令”指的是汇编指令，而不是指的C语言程序。



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