⑴ 為什麼51單片機不把晶振電路裡面的電容內置
如果說晶振旁的電容為C1,C2那CI,C2這兩個電容就叫晶振的負載電容,分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,一般在幾十皮法。它會影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度,一般訂購晶振時候供貨方會問你負載電容是多少。
晶振的負載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C 式中Cd,Cg為分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,Cic(集成電路內部電容)+△C(PCB上電容)經驗值為3至5pf。
因此,晶振的數據表中規定12pF的有效負載電容要求在每個引腳XIN 與 XOUT上具有22pF(2 * 12pF = 24pF = 22pF + 2pF 寄生電容,定值貼片電容沒有24pf,只有22pf)。
兩邊電容為Cg,Cd,負載電容為Cl, cl=cg*cd/(cg+cd)+a ,a= Cic+△C(a的經驗值是3.5-13.5pf) 就是說負載電容15pf的話,兩邊兩個接27pf(定值貼片電容只有27pf,沒有30pf)的差不多了,各種邏輯晶元的晶振引腳可以等效為電容三點式振盪器。晶振引腳的內部通常是一個反相器, 或者是奇數個反相器串聯。
在晶振輸出引腳XO 和晶振輸入引腳 XI 之間用一個電阻連接, 對於 CMOS 晶元通常是數 M 到數十M 歐之間. 很多晶元的引腳內部已經包含了這個電阻, 引腳外部就不用接了。
這個電阻是為了使反相器在振盪初始時處於線性狀態, 反相器就如同一個有很大增益的放大器, 以便於起振. 石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間, 等效為一個並聯諧振迴路, 振盪頻率應該是石英晶體的並聯諧振頻率. 晶體旁邊的兩個電容接地, 實際上就是電容三點式電路的分壓電容, 接地點就是分壓點. 以接地點即分壓點為參考點, 振盪引腳的輸入和輸出是反相的, 但從並聯諧振迴路即石英晶體兩端來看, 形成一個正反饋以保證電路持續振盪. 在晶元設計時, 這兩個電容就已經形成了, 一般是兩個的容量相等, 容量大小依工藝和版圖而不同, 但終歸是比較小, 不一定適合很寬的頻率范圍. 外接時大約是數 PF 到數十 PF, 依頻率和石英晶體的特性而定. 需要注意的是: 這兩個電容串聯的值是並聯在諧振迴路上的, 會影響振盪頻率. 當兩個電容量相等時, 反饋系數是 0.5, 一般是可以滿足振盪條件的, 但如果不易起振或振盪不穩定可以減小輸入端對地電容量, 而增加輸出端的值以提高反饋量. . 一般晶元的 Data sheet 上會有說明。
另:
1.匹配電容-----負載電容是指晶振要正常震盪所需要的電容。一般外接電容,是為了使晶振兩端的等效電容等於或接近負載電容。要求高的場合還要考慮ic輸入端的對地電容。一般晶振兩端所接電容是所要求的負載電容的兩倍。這樣並聯起來就接近負載電容了。
2.負載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容。他是一個測試條件,也是一個使用條件。應用時一般在給出負載電容值附近
調整可以得到精確頻率。此電容的大小主要影響負載諧振頻率和等效負載諧振電阻。
3.一般情況下,增大負載電容會使振盪頻率下降,而減小負載電容會使振盪頻率升高
4.負載電容是指晶振的兩條引線連接IC塊內部及外部所有有效電容之和,可看作晶振片在電路中串接電容。負載頻率不同決定振盪器的
振盪頻率不同。標稱頻率相同的晶振,負載電容不一定相同。因為石英晶體振盪器有兩個諧振頻率,一個是串聯揩振晶振的低負載電容晶振:另一個為並聯揩振晶振的高負載電容晶振。所以,標稱頻率相同的晶振互換時還必須要求負載電容一至,不能冒然互換,否則會造成電器工作不正常。
由於電容會造成震盪不穩定 , 而且一般單片機的震盪頻率會差很多 , 因此把這個電容做到 IC 裡面就會限制單片機運行的速度.
⑵ 51單片機晶振上接的電容如何選擇
CL=[Cd*Cg/(Cd+Cg)]+Cic+△C
Cd,Cg:分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,一般情況下 Cd == Cg,但 Cd != Cg 也是可以的,Cd、Cg稱作匹配電容或外接電容,其作用就是調節負載電容使其與晶振的要求相一致,需要注意的是Cd、Cg串聯後的總電容值(Cd*Cg/(Cd+Cg))才是有效的負載電容部分,假設Cd==Cg==30pF,那麼Cd、Cg對負載電容的貢獻是15pF。
Cic:晶元引腳分布電容以及晶元內部電容(部分晶元為了在PCB上省掉Cd、Cg,會在晶元內部集成電容)。
△C:PCB走線分布電容,經驗值為3至5pf。
⑶ 51單片機最小系統怎樣選擇電解電容,磁片電容和電阻的大小
電源濾波電容根據電源情況,比如47uf、100uf;復位電容10uf;復位電阻10k;晶振匹配電容根據晶振頻率,一般是30p。
⑷ 51單片機「上電/按鍵復位電路」的原理及其電容C的作用
我認為說法1正確:51單片機是高電平復位,所以先看給單片機加5V電源(上電)啟動時的情況:這時電容充電相當於短路,你可以認為RST上的電壓就是VCC,這是單片機就是復位狀態。隨著時間推移電容兩端電壓升高,即造成RST上的電壓降低,當低至閾值電壓時,即完成復位過程。
如果按下SW,的確就是按鈕把C短路了,這時電容放電,兩端電壓都是VCC,即RST引腳電壓為VCC,如果超過規定的復位時間,單片機就復位了。當按鈕彈起後,RST引腳的電壓為0,單片機處於運行狀態。
51單片機復位要求是:RST上加高電平時間大於2個機器周期,你用的12MHz晶振,所以一個機器周期就是1us,要復位就加2us的高電平即可。
圖中的RC常數是51K×1uF=51ms,即51毫秒,這個常數足夠大了。
⑸ 51單片機電容問題
一般晶振電路都有這兩個小電容的,它是振盪迴路交聯電容,如果沒這兩個電容的話,振盪部分會因為沒有迴路而停振。電路不能正常工作了,大小根據你振盪迴路頻率確定.
c3用瓷片電容103,104都可以103是10後面3個0,單位是pF,c9用10-100uF電解電容,主要是用來電源濾波,
⑹ 51單片機教程,要通俗易懂版的
我是一名多年的單片機工程師,下面的51單片機教程學習方法你參考一下
1 首先了解單片機的硬體結構。
2 掌握很基本的數電模電知識,如二進制、十進制、十六進制之間的轉換,與、或、非邏輯關系等。
3 熟悉5個基本語句的運用,如:if while for switch/case do-while,講真的,如果你不懂太多術語,if while for已經可以滿足你的日常實驗需要,我個人有體會。
4 熟悉上面的就可以從簡單的實驗入手,把更多的C語言附帶術語學上,越積累越多,漸漸變成單片機高手。
5 如果你想學習更多單片機和程序的知識,可以看看我整理好的「17個實驗學會單片機」,網路一下「17個實驗學會單片機」就可以看到在首頁了,從零開始打造一個單片機高手。
6 學單片機靠的是多玩實驗,不能三天打魚兩天曬網,只要堅持就會看到希望。如果不堅持,就很難學會,如果堅持,幾個月後的單片機就已經很厲害了。加油,祝你成功!