恒温晶振与温补晶振介绍，单片机为何需要晶振

品慧电子讯对于晶振，我们可将其分为有源晶振和无源晶振。但是，你听过恒温晶振与温补晶振吗?你了解这两款不同类型晶振之间的区别吗?而在文章后半部分，小编将为大家介绍为何单片机需要晶振才能正常运行。

对于晶振，我们可将其分为有源晶振和无源晶振。但是，你听过恒温晶振与温补晶振吗?你了解这两款不同类型晶振之间的区别吗?而在文章后半部分，小编将为大家介绍为何单片机需要晶振才能正常运行。

一、恒温晶振与温补晶振

1.定义

恒温晶体振荡器简称恒温晶振，英文简称为OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)，是利用恒温槽使晶体振荡器中石英晶体谐振器的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的。通常人们是利用热敏电阻“电桥“构成的差动串联放大器，来实现温度控制。

温补晶振即温度补偿晶体振荡器(TCXO)，是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。

温补晶振术语来自石英晶体振荡器的一种补偿方式已达到产品应用方面的精度要求。温补晶振定义是将压电石英晶体原有的物理特性(压电效应下频率随温度成三次曲线变化)通过外围电路逆向改变使得石英晶体原有频率随温度的变化尽可能的变小的一种补偿方式所做的石英晶体振荡器。

恒温晶振

温补晶振

2.工作原理

恒温晶振，由于晶体振荡器的震荡频率会随着温度的变化而变化，故为了保持频率的稳定性，将晶振控制在一个恒定的温度下工作以此来提高晶振的相频特性。

温补晶振，由于晶体振荡器的震荡频率会随着温度的变化而变化，为了抵消温度对晶振频率的影响，控制晶振的谐振电容随温度变化而变化，抵消温度晶体影响提高频率稳定性。

3.测量精度

一般的恒温晶振要比温补晶振频率稳定度高两个数量级以上。如温补晶振一般能达到-7量级，而恒温晶振可达到-9量级。因此恒温晶振一般用于高端测量仪器，如频率计、信号发生器、网络分析仪等。

而温补晶振的开机特性较好。恒温晶振就算采用现在最好的加热元件，也需要一个加温过程。想达到-7量级，怎么也需要5分钟左右，而达-9以上量级甚至需要一天。因此开机即需要工作的设备就不太适合。如武器。

一般的恒温晶振可以做的比温补晶振精度更好。

无论是恒温晶振还是温补晶振无非就是个信号源，为你的设备提供一个时间基准。只要你了解它性能指标你就可以相互代用。

二、单片机为什么需要晶振

首先，单片机能正常工作的必要条件之一就是时钟电路，所以单片机就很需要晶振。

晶振，全称是石英晶体振荡器，是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来，可以生成频率和峰值稳定的正弦波。而单片机在运行的时候，需要一个脉冲信号，做为自己执行指令的触发信号，可以简单的想象为：单片机收到一个脉冲，就执行一次或多次指令。

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。—个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机选择了12兆赫兹晶振，它的时钟周期是1/12us，它的一个机器周期是12×(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一条指令的时间。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12兆赫兹，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12兆赫兹晶振，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。

晶振是给单片机提供工作信号脉冲的。这个脉冲就是单片机的工作速度。比如12兆晶振。单片机工作速度就是每秒12兆。单片机内部也有晶振。接外部晶振可以或得更稳定的频率。

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