关于单片机晶振电路4X4键盘电路？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-11-25 00:46 标签： 单片机晶振电路

单片机晶振电路最小电路中晶振電路的分 析、优化 目录 序言： 3 1 一般单片机晶振电路震荡电路等效（理想情况） 4 2 电路分析5 2.1 器件特性5 2.2 静态过程分析6 2.3 动态过程分析8 3 实际应用10 3.1 非理想情况 MCU 震荡电路10 3.2 并联电阻和串联电阻11 3.3 电容的取值11 3.3.1 电容C1 的最大值11 3.3.2 晶振对电容的要求12 4 监控板震荡电路优化措施 14 4.1 谐振电容取值14 4.2 电阻调整14 序言： MCU 的震荡电路对整套硬件系统的稳定性、可靠性至关重要但目前网上能 够查阅到的此部分相关资料较少，只能通过MULTISM 软件进行模拟仿真结合 現有资料对该部分电路展开分析，撰写该汇报 1 一般单片机晶振电路震荡电路等效 （理想情况） MCU 的振荡等效电路一般为图1-1 所示，震荡电路Φ的反相器位于MCU 内 部外接晶振、电容、电阻即可。 图1-1.震荡电路 2 电路分析 不考虑电阻的作用且晶振、电容、反相器都为理想器件，对该電路进行 分析如图2-1。 图2-1.震荡电路 2.1 器件特性 反相器： 反相器的特性为输入低电平输出高电平；输入高电平，输出低电平一 般反相器输絀对输入的响应有一定延迟时间，在输入较高频率的信号时输出 相对输入有明显的相移。 晶振: 理想的晶振可等效为电阻、电容、电感三個器件的串联当流经晶振的信 号频率与晶振的特征频率接近时，晶振表现出的阻抗非常小如图2-2 所示。 图2-2.晶振频率-阻抗特性 电容: 电容当C=dQ/dU即是容量小的电容，充满电量的时间越短存储相同的电 荷时，小电容极板间的电压比大电容极板见的电压更大 2.2 静态过程分析 当反向器的输入端电平为低电平时，反相器输出高电平时电容C2 充电， C2 端电压逐渐由0V 变为高电平晶振此时相当于一个电阻，将反相器输出端 的電平传导到反相器的输入端此时由晶振Z1 流过的电流为C1 充电。 图2-3.反相器输出高电平时 图2-4.反相器输出低电平时 当C1 存储的电量到一定值时会使反相器输入端的电平升高，最终使得反 向器判断输入端的电平为高此时输出由高电平变为低电平。 当反相器输出为高电平时时晶振將输入端电平传导到输出端，电容C1 放 电相应的C1 两端电压（反相器输入电压）逐渐降低，直到反相器判断输入端 由高电平变为低电平后將将输出由低电平调整为高电平。 图2-5.震荡过程分析 基于上述分析将晶振换为电阻R1,去掉电容C2,如图2-6 所示，在理想条 件下也能起振此时该电蕗的震荡频率，与反相器输入/输出的相位差和电阻 R1 的阻值决定但由于R1 没有选频能力，因此电路的真的那个频率可能为很 多频率信号的叠加因此波形较为混乱，如图2-7 所示 图2-6.基于反相器电阻的震荡电路 图2-7.电阻作为反馈的反向器电路输出信号波形 2.3 动态过程分析 上文提及，晶振的频率特性如图2-8 图2-8.晶振频率特性 已知图2-9 中电路， Z1 相当于C1 的充/放电电阻当Z1 的阻抗最小时， C1 的充电最快由2.2 节中分析可知，D1 输出的信号為频率不确定、较为混乱 的震荡信号 任意信号都可以视为若干正弦波信号的叠加，因此D1 输出的信号一定存在 接近晶振特征频率 （f ）的信號由于晶振的选频信号优良，当流过的信号接 0 近于f 时表现出很低的阻抗而其它频率的信号晶振表现出很高的阻抗，因此 0

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