⑴ 为什么51单片机不把晶振电路里面的电容内置
如果说晶振旁的电容为C1,C2那CI,C2这两个电容就叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮法。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。
晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C 式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(PCB上电容)经验值为3至5pf。
因此,晶振的数据表中规定12pF的有效负载电容要求在每个引脚XIN 与 XOUT上具有22pF(2 * 12pF = 24pF = 22pF + 2pF 寄生电容,定值贴片电容没有24pf,只有22pf)。
两边电容为Cg,Cd,负载电容为Cl, cl=cg*cd/(cg+cd)+a ,a= Cic+△C(a的经验值是3.5-13.5pf) 就是说负载电容15pf的话,两边两个接27pf(定值贴片电容只有27pf,没有30pf)的差不多了,各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。
在晶振输出引脚XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了。
这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处于线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是 0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量. . 一般芯片的 Data sheet 上会有说明。
另:
1.匹配电容-----负载电容是指晶振要正常震荡所需要的电容。一般外接电容,是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。要求高的场合还要考虑ic输入端的对地电容。一般晶振两端所接电容是所要求的负载电容的两倍。这样并联起来就接近负载电容了。
2.负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。他是一个测试条件,也是一个使用条件。应用时一般在给出负载电容值附近
调整可以得到精确频率。此电容的大小主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻。
3.一般情况下,增大负载电容会使振荡频率下降,而减小负载电容会使振荡频率升高
4.负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和,可看作晶振片在电路中串接电容。负载频率不同决定振荡器的
振荡频率不同。标称频率相同的晶振,负载电容不一定相同。因为石英晶体振荡器有两个谐振频率,一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振:另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。所以,标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一至,不能冒然互换,否则会造成电器工作不正常。
由于电容会造成震荡不稳定 , 而且一般单片机的震荡频率会差很多 , 因此把这个电容做到 IC 里面就会限制单片机运行的速度.
⑵ 51单片机晶振上接的电容如何选择
CL=[Cd*Cg/(Cd+Cg)]+Cic+△C
Cd,Cg:分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般情况下 Cd == Cg,但 Cd != Cg 也是可以的,Cd、Cg称作匹配电容或外接电容,其作用就是调节负载电容使其与晶振的要求相一致,需要注意的是Cd、Cg串联后的总电容值(Cd*Cg/(Cd+Cg))才是有效的负载电容部分,假设Cd==Cg==30pF,那么Cd、Cg对负载电容的贡献是15pF。
Cic:芯片引脚分布电容以及芯片内部电容(部分芯片为了在PCB上省掉Cd、Cg,会在芯片内部集成电容)。
△C:PCB走线分布电容,经验值为3至5pf。
⑶ 51单片机最小系统怎样选择电解电容,磁片电容和电阻的大小
电源滤波电容根据电源情况,比如47uf、100uf;复位电容10uf;复位电阻10k;晶振匹配电容根据晶振频率,一般是30p。
⑷ 51单片机“上电/按键复位电路”的原理及其电容C的作用
我认为说法1正确:51单片机是高电平复位,所以先看给单片机加5V电源(上电)启动时的情况:这时电容充电相当于短路,你可以认为RST上的电压就是VCC,这是单片机就是复位状态。随着时间推移电容两端电压升高,即造成RST上的电压降低,当低至阈值电压时,即完成复位过程。
如果按下SW,的确就是按钮把C短路了,这时电容放电,两端电压都是VCC,即RST引脚电压为VCC,如果超过规定的复位时间,单片机就复位了。当按钮弹起后,RST引脚的电压为0,单片机处于运行状态。
51单片机复位要求是:RST上加高电平时间大于2个机器周期,你用的12MHz晶振,所以一个机器周期就是1us,要复位就加2us的高电平即可。
图中的RC常数是51K×1uF=51ms,即51毫秒,这个常数足够大了。
⑸ 51单片机电容问题
一般晶振电路都有这两个小电容的,它是振荡回路交联电容,如果没这两个电容的话,振荡部分会因为没有回路而停振。电路不能正常工作了,大小根据你振荡回路频率确定.
c3用瓷片电容103,104都可以103是10后面3个0,单位是pF,c9用10-100uF电解电容,主要是用来电源滤波,
⑹ 51单片机教程,要通俗易懂版的
我是一名多年的单片机工程师,下面的51单片机教程学习方法你参考一下
1 首先了解单片机的硬件结构。
2 掌握很基本的数电模电知识,如二进制、十进制、十六进制之间的转换,与、或、非逻辑关系等。
3 熟悉5个基本语句的运用,如:if while for switch/case do-while,讲真的,如果你不懂太多术语,if while for已经可以满足你的日常实验需要,我个人有体会。
4 熟悉上面的就可以从简单的实验入手,把更多的C语言附带术语学上,越积累越多,渐渐变成单片机高手。
5 如果你想学习更多单片机和程序的知识,可以看看我整理好的“17个实验学会单片机”,网络一下“17个实验学会单片机”就可以看到在首页了,从零开始打造一个单片机高手。
6 学单片机靠的是多玩实验,不能三天打鱼两天晒网,只要坚持就会看到希望。如果不坚持,就很难学会,如果坚持,几个月后的单片机就已经很厉害了。加油,祝你成功!