單片機技術的發展以微處理器(MPU)技術及超大規模集成電路技術的發展為先導，以廣泛的應用領域拉動，表現出較微處理器更具個性的發展趨勢。下面小編給大家介紹一下“單片機晶振電路的原理和作用”。

一、單片機晶振電路的原理

晶振起振原理

石英晶片所以能做振蕩電路（諧振）是基于它的壓電效應，從物理學中知道，若在晶片的兩個極板間加一電場，會使晶體產生機械變形；反之，若在極板間施加機械力，又會在相應的方向上產生電場，這種現象稱為壓電效應。

如在極板間所加的是交變電壓，就會產生機械變形振動，同時機械變形振動又會產生交變電場。一般來說，這種機械振動的振幅是比較小的，其振動頻率則是很穩定的。

但當外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（決定于晶片的尺寸）相等時，機械振動的幅度將急劇增加，這種現象稱為壓電諧振，因此石英晶體又稱為石英晶體諧振器。其特點是頻率穩定度很高。

晶振電路不只是有一個晶振，還有兩個電容。

這兩個電容一般稱為“匹配電容”或者“負載電容”、“諧振電容”。晶振電路中加這兩個電容是為了滿足諧振條件。一般外接電容，是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負載電容。只有連接合適的電容才能滿足晶振的起振要求，晶振才能正常工作。

負載電容的值由如下公式計算：

負載電容無法滿足的話一般會使晶體頻率產生偏差，嚴重的話晶體無法起振。電路設計中要盡量滿足晶體的負載電容需求，從而使晶體工作在最佳狀態。負載電容計算公式如下：

CL = C1*C2 / (C1+C2) + CS

CL為晶振的負載電容值，一般通過查詢晶振的數據手冊獲得。CS為電路板的寄生電容，一般取 3~5pF，取C1 = C2，那么公式可以簡化成如下：

CL = C1 / 2 + CS

一般情況下，增大負載電容的值會使振蕩頻率下降，減小負載電容的值，會使振蕩頻率上升。

（圖片來源于互聯網）

二、單片機晶振電路的作用

晶振電路是最小系統中的時鐘電路，給單片機提供時間基準。它產生像時鐘一樣準確運動的振蕩電路。任何工作都按時間順序。用于產生這個時間的電路就是時鐘電路。時鐘電路一般由晶體振蕩器、晶振控制芯片和電容組成。

一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串聯的容量值就應該等于負載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個不能忽略。

一般的晶振的負載電容為15p或12.5p ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個22p的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。負載電容+等效輸入電容=22pF

（圖片來源于互聯網）

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