一、為什么51單片機(jī)愛(ài)用11.0592MHZ晶振?
在設(shè)計(jì)51系列的單片機(jī)系統(tǒng)時(shí),一般選用11.0592MHz的晶振而不選用12MHz的晶振,為什么?12M的晶振,振蕩頻率明顯高于11.0592M的,按理說(shuō)12MHz的晶振可以提高單片機(jī)的性能,那么我們?yōu)槭裁床挥?2M的呢?這個(gè)問(wèn)題與單片機(jī)的串口波特率有關(guān)。
1.因?yàn)樗軌驕?zhǔn)確地劃分成時(shí)鐘頻率,與UART(通用異步接收器/發(fā)送器)量常見(jiàn)的波特率相關(guān)。特別是較高的波特率(19600,19200),不管多么古怪的值,這些晶振都是準(zhǔn)確,常被使用的。
2.用11.0592晶振的原因是51單片機(jī)的定時(shí)器導(dǎo)致的。用51單片機(jī)的定時(shí)器做波特率發(fā)生器時(shí),如果用11.0592Mhz的晶振,根 據(jù)公式算下來(lái)需要定時(shí)器設(shè)置的值都是整數(shù);如果用12Mhz晶振,則波特率都是有偏差的,比如9600,用定時(shí)器取0XFD,實(shí)際波特率10000,一般 波特率偏差在4%左右都是可以的,所以也還能用STC90C516 晶振12M 波特率9600 ,倍數(shù)時(shí)誤差率6.99%,不倍數(shù)時(shí)誤差率8.51%,數(shù)據(jù)肯定會(huì)出錯(cuò)。 這也就是串口通信時(shí)大家喜歡用11.0592MHz晶振的原因,在波特率倍速時(shí),最高可達(dá)到57600,誤差率0.00%。 用12MHz,最高也就4800,而且有0.16%誤差率,但在允許范圍,所以沒(méi)多大影響。
二、在設(shè)計(jì)51單片機(jī)系統(tǒng)PCB時(shí),晶振為何被要求緊挨著單片機(jī)?
原因如下:晶振是通過(guò)電激勵(lì)來(lái)產(chǎn)生固定頻率的機(jī)械振動(dòng),而振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生電流反饋給電路,電路接到反饋 后進(jìn)行信號(hào)放大,再次用放大的電信號(hào)來(lái)激勵(lì)晶振機(jī)械振動(dòng),晶振再將振動(dòng)產(chǎn)生的電流反饋給電路,如此這般。當(dāng)電路中的激勵(lì)電信號(hào)和晶振的標(biāo)稱頻率相同時(shí),電 路就能輸出信號(hào)強(qiáng)大,頻率穩(wěn)定的正弦波。整形電路再將正弦波變成方波送到數(shù)字電路中供其使用。
問(wèn)題在于晶振的輸出能力有限,它僅僅輸出以毫瓦為單位的電能量。在 IC(集成電路) 內(nèi)部,通過(guò)放大器將這個(gè)信號(hào)放大幾百倍甚至上千倍才能正常使用。
晶振和 IC 間一般是通過(guò)銅走線相連的,這根走線可以看成一段導(dǎo)線或數(shù)段導(dǎo)線,導(dǎo)線在切割磁力線的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生電流,導(dǎo)線越長(zhǎng),產(chǎn)生的電流越強(qiáng)。現(xiàn)實(shí)中,磁力線不常見(jiàn), 電磁波卻到處都是,例如:無(wú)線廣播發(fā)射、電視塔發(fā)射、手機(jī)通訊等等。晶振和IC之間的連線就變成了接收天線,它越長(zhǎng),接收的信號(hào)就 越強(qiáng),產(chǎn)生的電能量就越強(qiáng),直到接收到的電信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)或接近晶振產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度時(shí),IC內(nèi)的放大電路輸出的將不再是固定頻率的方波了,而是亂七八糟的信 號(hào),導(dǎo)致數(shù)字電路無(wú)法同步工作而出錯(cuò)。
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