【经验】单片机中的晶振常见问题答疑

时间： 2021-09-30 来源：星通时频

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本文星通时频将从单片机常用晶振频点11.0592Mhz缘由、单片机系统PCB中的晶振、单片机电路中的晶振不起振原因、单片机中12Mhz晶振的电容数据来源几方面对单片机中的晶振常见问题进行答疑。

单片机常用晶振频点11.0592Mhz缘由

最主要的缘由是能够准确划分时钟频率，它与UART的波特率密切相关，特别是出现高的波特率（19600,19200）时，11.0592Mhz能准确提供实时信号。

其次，选用这个晶振频点和单片机中的定时器有关联。用51单片机的定时器做波特率发生器时，如果用11.0592Mhz的晶振，根据公式算下来需要定时器设置的值都是整数；如果用12Mhz晶振，则波特率都是有偏差的，比如9600，用定时器取0XFD，实际波特率10000，一般波特率偏差在4%左右都是可以的，所以也还能用STC90C516 晶振12M 波特率9600，倍数时误差率6.99%，不倍数时误差率8.51%，数据肯定会出错。这也就是串口通信时大家喜欢用11.0592MHz晶振的原因，在波特率倍速时，最高可达到57600，误差率0.00%。用12MHz，最高也就4800，而且有0.16%误差率，但在允许范围，所以没多大影响。

单片机系统PCB中的晶振

单片机系统PCB中的晶振常常被要求紧靠单片机，这是因为晶振是通过电激励来产生固定频率的机械振动，而振动又会产生电流反馈给电路，电路接到反馈后进行信号放大，再次用放大的电信号来激励晶振机械振动，晶振再将振动产生的电流反馈给电路，如此这般。当电路中的激励电信号和晶振的标称频率相同时，电路就能输出信号强大，频率稳定的正弦波。整形电路再将正弦波变成方波送到数字电路中供其使用。

另晶振的输出能力有限，仅输出以毫瓦为单位的电能量。在 IC(集成电路) 内部，通过放大器将这个信号放大几百倍甚至上千倍才能正常使用。晶振和 IC 间一般是通过铜走线相连的，这根走线可以看成一段导线或数段导线，导线在切割磁力线的时候会产生电流，导线越长，产生的电流越强。现实中，磁力线不常见，电磁波却到处都是，例如：无线广播发射、电视塔发射、手机通讯等等。晶振和IC之间的连线就变成了接收天线，它越长，接收的信号就越强，产生的电能量就越强，直到接收到的电信号强度超过或接近晶振产生的信号强度时，IC内的放大电路输出的将不再是固定频率的方波了，而是乱七八糟的信号，导致数字电路无法同步工作而出错。所以，画PCB(电路板)的时候，晶振离它的放大电路(IC管脚)越近越好。

单片机电路中的晶振

在单片机电路使用过程中，有时候会出现晶振不起振的原因，总结下来有以下几点：

单片机电路中受单片机质量、PCB板布线错误、PCB板受潮，导致阻抗失配而不能起振和外围电路的影响。

晶振中受晶振质量、负载(匹配)电容与晶振不匹配、晶振电路的走线过长或者有走线和外围电路的影响。

单片机中12Mhz晶振的电容数据来源

常选用内部时钟电路来分析电容数据。其实这两个电容没人能够解释清楚到底怎么选值，因为22pF实在是太小了。这个要说只能说和内部的振荡电路自身特性有关系，搭配使用，用来校正波形，没有人去深究它到底为什么就是这么大的值。

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星通时频（SCTF）有源晶振选型表

目录- 有源晶振

型号- S7D27.120000D20F30T,S7D3.686400A20F30T,S3D30.000000D20F30T,S5D49.152000A20F30T,S3D49.152000D20F30T,S7D32.000000A20F30T,S7D27.000000B20F30T,S7D16.000000D20F30T,S5D32.000000D20F30T,S3D19.200000A20F30T,S3D50.000000B20F30T,S3D1.843200A20F30T,S7D36.000000B20F30T,S3D11.289600A20F30T,S5D4.096000A20F30T,S7D28.636360D20F30T,S7D11.059200B20F30T,S3D2.048000A20F30T,S5D7.372800D20F30T,S3D6.000000A20F30T,S5D25.000000B20F30T,S7D5.000000D20F30T,S3D4.096000B20F30T,S5D32.768KD20F30T,S5D33.000000D20F30T,S3D12.288000B20F30T,S7D2.000000A20F30T,S3D18.432000A20F30T,S5D29.491200B20F30T,S7D26.000000D20F30T,S7D33.330000B20F30T,S7D54.000000B20F30T,S3D2.457600D20F30T,S5D3.579545B20F30T,S7D4.915200D20F30T,S7D25.000000D20F30T,S5D2.000000D20F30T,S3D48.000000A20F30T,S5D16.000000B20F30T,S3D32.000000B20F30T,S7D8.192000D20F30T,S5D1.000000D20F30T,S5D3.686400B20F30T,S3D32.768KD20F30T,S5D4.000000B20F30T,S5D30.000000A20F30T,S7D4.000000A20F30T,S7D22.118400A20F30T,S3D13.560000A20F30T,S7D45.000000D20F30T,S7D33.333300D20F30T,S3D14.318180B20F30T,S3D22.579200A20F30T,S5D12.288000A20F30T,S7D4.000000D20F30T,S7D1.843200B20F30T,S3D33.000000B20F30T,S7D14.745600B20F30T,S3D48.000000D20F30T,S5D10.000000A20F30T,S5D7.372800B20F30T,S5D26.000000B20F30T,S5D49.1520000B20F30T,S7D54.000000D20F30T,S5D2.000000B20F30T,S7D6.000000D20F30T,S5D24.000000B20F30T,S7D27.000000D20F30T,S7D29.491200B20F30T,S5D22.118400A20F30T,S7D19.200000B20F30T,S3D20.000000A20F30T,S7D14.318180A20F30T,S7D6.144000A20F30T,S5D14.745600B20F30T,S7D8.000000B20F30T,S3D10.000000A20F30T,S3D24.000000B20F30T,S7D1.024000B20F30T,S7D33.000000A20F30T,S3D36.000000A20F30T,S3D4.915200A20F30T,S7D8.192000B20F30T,S7D33.333300B20F30T,S5D4.915200B20F30T,S7D16.000000B20F30T,S5D25.000000D20F30T,S3D2.457600A20F30T,S7D45.000000B20F30T,S3D32.000000D20F30T,S7D1.843200D20F30T,S7D5.000000B20F30T,S5D12.000000A20F30T,S5D50.000000D20F30T,S3D8.000000D20F30T,S3D18.432000D20F30T,S3D20.000000D20F30T,S3D3.579545A20F30T,S7D14.745600D20F30T,S5D1.000000A20F30T,S5D24.000000D20F30T,S7D6.000000B20F30T,S7D49.152000A20F30T,S5D24.576000A20F30T,S5D40.000000A20F30T,S7D16.384000B20F30T,S5D12.288000D20F30T,S7D32.768KB20F30T,S5D27.000000B20F30T,S3D14.318180D20F30T,S7D29.491200D20F30T,S7D8.192000A20F30T,S5D33.333000A20F30T,S3D2.048000D20F30T,S5D3.579545D20F30T,S5D1.000000B20F30T,S5D16.384000B20F30T,S3D26.000000A20F30T,S5D6.000000B20F30T,S3D3.686400B20F30T,S5D2.048000B20F30T,S5D13.560000B20F30T,S5D14.745600D20F30T,S5D11.289600A20F30T,S5D28.636360D20F30T,S3D16.000000B20F30T,S3D25.000000B20F30T,S7D3.686400D20F30T,S5D2.000000A20F30T,S5D19.200000A20F30T,S5D22.579200B20F30T,S7D30.000000A20F30T,S3D11.289600D20F30T,S7D32.768KD20F30T,S5D4.000000D20F30T,S7D4.096000B20F30T,S5D7.372800A20F30T,S5D4.096000D20F30T,S7D5.000000A20F30T,S7D2.457600D20F30T,S7D4.000000B20F30T,S3D33.330000A20F30T,S3D33.333000B20F30T,S5D32.000000A20F30T,S7D50.000000D20F30T,S5D12.288000B20F30T,S3D1.843200D20F30T,S5D36.000000B20F30T,S5D6.144000A20F30T,S3D24.000000D20F30T,S7D11.059200D20F30T,S7D24.576000A20F30T,S3D7.372800B20F30T,S3D33.333000A20F30T,S7D1.000000A20F30T,S3D10.000000B20F30T,S5D24.576000D20F30T,S5D13.560000A20F30T,S5D16.384000A20F30T,S5D2.048000A20F30T,S5D40.000000D20F30T,S5D22.579200A20F30T,S3D27.000000A20F30T,S5D6.144000B20F30T,S3D12.000000A20F30T,S3D14.318180A20F30T,S5D49.1520000D20F30T,S5D6.000000A20F30T,S7D14.745600A20F30T,S7D33.330000A20F30T,S3D22.579200D20F30T,S3D26.000000B20F30T,S5D20.000000D20F30T,S5D24.000000A20F30T,S3D13.560000D20F30T,S5D48.000000A20F30T,S3D7.372800D20F30T,S3D11.059200A20F30T,S7D4.915200B20F30T,S5D32.768KB20F30T,S5D5.000000B20F30T,S3D12.288000D20F30T,S3D27.000000D20F30T,S3D8.192000A20F30T,S3D12.000000B20F30T,S3D10.000000D20F30T,S5D36.000000A20F30T,S5D30.000000B20F30T,S5D8.000000A20F30T,S3D25.000000D20F30T,S5D18.432000B20F30T,S7D40.000000A20F30T,S7D14.318180D20F30T,S7D54.000000A20F30T,S5D19.200000B20F30T,S5D48.000000D20F30T,S3D22.118400A20F30T,S3D49.1520000B20F30T,S7D50.000000A20F30T,S5D8.000000D20F30T,S3D22.118400D20F30T,S7D4.096000A20F30T,S3D29.491200A20F30T,S3D33.333000D20F30T,S5D5.000000D20F30T,S5D18.432000A20F30T,S5D20.000000A20F30T,S5D8.000000B20F30T,S3D16.000000A20F30T,S5D16.384000D20F30T,S5D6.144000D20F30T,S3D33.333300A20F30T,S5D33.000000A20F30T,S5D28.636360B20F30T,S5D32.000000B20F30T,S7D33.330000D20F30T,S3D29.491200B20F30T,S3D3.686400A20F30T,S3D12.000000D20F30T,S7D4.915200A20F30T,S3D22.118400B20F30T,S5D33.000000B20F30T,S5D28.636360A20F30T,S5D6.000000D20F30T,S5D30.000000D20F30T,S7D2.457600B20F30T,S3D1.843200B20F30T,S5D48.000000B20F30T,S3D33.333300B20F30T,S7D2.000000B20F30T,S7D11.289600A20F30T,S7D12.288000B20F30T,S7D50.000000B20F30T,S3D4.915200B20F30T,S3D1.000000A20F30T,S3D6.144000A20F30T,S7D8.000000A20F30T,S7D33.333000D20F30T,S5D19.200000D20F30T,S5D14.745600A20F30T,S3D49.1520000A20F30T,S5D29.491200A20F30T,S3D13.560000B20F30T,S3D16.384000B20F30T,S3D22.579200B20F30T,S3D5.000000B20F30T,S7D2.457600A20F30T,S7D19.660800D20F30T,S7D22.118400B20F30T,S5D33.333000B20F30T,S3D14.745600D20F30T,S5D20.000000B20F30T,S3D26.000000D20F30T,S5D16.000000A20F30T,S7D7.37

选型指南 - 星通时频 PDF 中文下载

星通时频晶振选型表

星通时频提供有源晶振、无源晶振、压控晶体振荡器、差分晶振、压控温补晶体振荡器、温补晶振选型，频点：1.000MHz~156.250MHz；供电电压：1.2V~5V；频率稳定度：±20ppm、±10ppm、±1ppm；工作温度范围：-40℃~85℃，提供SMD2016、SMD2520、SMD3325、SMD5032等封装

产品型号	品类	频点（MHz）	供电电压（V）	频率稳定度（ppm)	封装形式（Package）	工作温度范围（℃）	安规/环境规范	应用等级	存储环境/要求（℃）
S7D1.000000B20F30T	有源晶振	1.000MHz	3.3V	±20ppm	SMD-7050-4P	-40℃~85℃	RoHS	工业级	Storage temperature -55 to +125°C