晶振的周期和频率稳定度

石英晶体利用压电效应在电路中用作时间或者频率基准源。其不仅为集成电路提供稳定的时钟信号，也为无线电发射器和接收器提供稳定的频率。今天凯擎小妹聊聊周期和频率的关系，以及频率稳定度。

01 频率和周期

周期(T)是每个波形的秒数或者是每次振动的秒数。频率(f)每秒发生的振荡周期数，Hz为单位测量，表示一秒中有多少个周期。

周期和频率成反比：f=1/T

时钟周期(振荡周期)为时钟频率的倒数：时钟周期=1/晶片频率。时钟信号频率越高，CPU的运行速度也就越快。12MHz时钟周期: 1/12微秒；24MHz时钟周期: 1/24微秒

单片机中的晶振提供时钟周期，以便执行代码。单片机访问一次储存器ROM的时间为一个机器周期：1个机器周期=12个时钟周期。以12MHz为例：时钟周期=1/12us; 机器的周期=12x(1/12)us=1us

02 频率稳定度

频率的变化量经常用ppm/ppb表示晶体频率会偏离标称频率多少。值越小精度越高。晶振的频率误差是晶振重要参数之一。频率稳定度通常分为长期和短期两种，是用来衡量振荡频率保持不变的能力。以下几点会影响频率稳定度：老化，温度，电压变化，激励电平，负载电容…

什么是晶振，对于单片机来说它有什么重要作用？

一、什么是晶振

晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。

对于单片机来说晶振是很重要的，可以说是没有晶振就没有时钟周期，没有时钟周期就无法执行程序代码，那样的话单片机就无法工作。接下来了解一下单片机晶振的电路原理及作用。

二、单片机晶振的必要性

单片机工作时，是一条一条地从ROM中取指令，然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期，这是一个时间基准。一个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机选择了12MHZ晶振，它的时钟周期是1/12us，它的一个机器周期是12x（1/12）us，也就是1US。

MCS-51单片机的所有指令中，有一些完成得比较快，只要一个机器周期就行了，有一些完成得比较馒，得要2个机器周期，还有两条指令要4个机器周期才行。为了衡量指令执行时间的长短，又引|入一个新的概念： 指令周期。所谓指令周期就是指执行条指令的时间。例如，当需要计算DJNZ指令完成所需要的时间时，首先必须要知道晶振的频率，设所用晶振为12MHZ，则一个机器周期就是1US。而DJNZ指令是双周期指令，所以执行一次要2US。如果该指令需要执行500次，正好1000us，也就是1ms。

机器周期不仅对于指令执打有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12MHZ晶振，那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是单片机的定时原理。

三、单片机晶振的作用

每个单片机系统里都有晶振，全程是叫晶体震荡器，在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。

晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。 在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。

晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

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