在MCU单片机与晶振选型到底有什么关系？

在了解MCU单片机的时候，总是伴随很多有关于贴片晶振的问题，其实晶振就如同人的心脏，是血液的脉搏。把单片机的晶振问题搞明白了，各种单片机中遇到的其他问题就可以随之解开。

我们先了解什么是晶振？

晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是一种把是用石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成、电损耗很小。晶体振荡器不仅仅是给MCU提供时钟，它在各个领域有各种应用。

晶振，全称是石英晶体振荡器，是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来，可以生成频率和峰值稳定的正弦波。而MCU在工作时，需要一个脉冲信号，做为它执行指令的触发信号，可以想像一下：单片机收到一个脉冲，就执行一次或多次指令。

对于MCU单片机来说晶振是很重要的，可以说是没有晶振就没有时钟周期，没有时钟周期就无法执行程序代码，那样的话单片机就无法工作。

晶振与单片机周期

单片机工作时，是一条一条地从RoM中取获得指令，然后按照指令一步一步地执行完成。单片机访问一次存储器（内存）的时间，称之为一个机器周期，这是一个时间基准。—个主机周期包括12个时钟周期。假如一个MCU单片机选择了12MHz晶振，它的时钟周期是1/12us，也是一个晶振周期。它的一个机器周期是12×(1/12)us，也就是1us。

机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12MHz晶振，那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是单片机的定时原理。

单片机与晶振的作用

单片机与晶振的作用是为这一套系统提供基本的时钟信号。通常一个一套系统会共用一个晶振，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。

在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达50PPM（一百万分之五十）。更高级的晶振精度会更高。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。

指令周期

指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，则需要两个或者两个以上的机器周期。通常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为双周期指令。简单地说，没有晶振，就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码，单片机就无法工作。

机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12兆赫兹晶振，那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是单片机的定时原理。

晶振是给单片机提供工作信号脉冲的。这个脉冲就是单片机的工作速度。比如12兆晶振。单片机工作速度就是每秒12兆。单片机内部也有晶振。接外部晶振可以或得更稳定的频率。

另外，在此提一句：晶振与晶体是不一样的。

晶振与晶体有哪些区别？

（1）晶振分为有源晶振和无源晶振，晶振是有源晶振的简称，又叫振荡器，英文名称是oscillator。晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器。英文名称是crystal。

（2）无源晶振（晶体）一般是直插两个脚的无极性元件，需要借助时钟电路才能产生振荡信号。常见的有49U、49S封装。

（无源晶振 图上）

（3）有源晶振（晶振）一般是表贴四个脚的封装，内部有时钟电路，只需供电便可产生振荡信号。一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式。


（有源晶振 图上）
在进行MCU单片机设计的时候，选择合适的晶振也是很重要的。电子元器件选型时一般都要留出一些余量，确保产品的可靠性。选用较高档的器件可以进一步降低失效概率，带来潜在的效益，这一点在比较产品价格的时候也要考虑到。

要使振荡器的“整体性能”趋于平衡、合理，这就需要权衡诸如稳定度、工作温度范围、晶体老化效应、相位噪声、成本等多方面因素，这里的成本不仅仅包含器件的价格，而且包含产品全寿命的使用成本。

好了给大家讲解这么多，您在选择电子元器件时可以像我们东莞市鑫沐电子有限公司咨询，本公司提供一站式配套服务，为您打造您要的产品！