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單片機上為什么用11.0592MHZ晶振?

發布日期:2021-10-15

一、為什么51單片機愛用11.0592MHZ晶振?

在設計51系列的單片機系統時,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12MHz的晶振可以提高單片機的性能,那么我們為什么不用12M的呢?這個問題與單片機的串口波特率有關。
1.因為它能夠準確地劃分成時鐘頻率,與UART(通用異步接收器/發送器)量常見的波特率相關。特別是較高的波特率(19600,19200),不管多么古怪的值,這些晶振都是準確,常被使用的。

2.用11.0592晶振的原因是51單片機的定時器導致的。用51單片機的定時器做波特率發生器時,如果用11.0592Mhz的晶振,根 據公式算下來需要定時器設置的值都是整數;如果用12Mhz晶振,則波特率都是有偏差的,比如9600,用定時器取0XFD,實際波特率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 ,倍數時誤差率6.99%,不倍數時誤差率8.51%,數據肯定會出錯。 這也就是串口通信時大家喜歡用11.0592MHz晶振的原因,在波特率倍速時,最高可達到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,所以沒多大影響。

二、在設計51單片機系統PCB時,晶振為何被要求緊挨著單片機?

原因如下:晶振是通過電激勵來產生固定頻率的機械振動,而振動又會產生電流反饋給電路,電路接到反饋 后進行信號放大,再次用放大的電信號來激勵晶振機械振動,晶振再將振動產生的電流反饋給電路,如此這般。當電路中的激勵電信號和晶振的標稱頻率相同時,電 路就能輸出信號強大,頻率穩定的正弦波。整形電路再將正弦波變成方波送到數字電路中供其使用。

問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) 內部,通過放大器將這個信號放大幾百倍甚至上千倍才能正常使用。

晶振和 IC 間一般是通過銅走線相連的,這根走線可以看成一段導線或數段導線,導線在切割磁力線的時候會產生電流,導線越長,產生的電流越強。現實中,磁力線不常見, 電磁波卻到處都是,例如:無線廣播發射、電視塔發射、手機通訊等等。晶振和IC之間的連線就變成了接收天線,它越長,接收的信號就 越強,產生的電能量就越強,直到接收到的電信號強度超過或接近晶振產生的信號強度時,IC內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,導致數字電路無法同步工作而出錯。


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