晶振知識點整理
1.晶振原理
晶振具有壓電效應，即在晶片兩極外加電壓后晶體會產(chǎn)生變形，反過來如外力使晶片變形，則兩極上金屬片又會產(chǎn)生電壓。
2.晶振分類
晶振可分為有源晶振和無源晶振。
2.1無源晶振：
（1）無源晶振為晶體。一般為2引腳的無極性器件(部分無源晶振還有無極性的固定引腳)。
（2）無源晶振一般需借助與負載電容形成的時鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號。具體的推薦電容一般晶振的技術規(guī)格書中有介紹。(如：32.768K的晶振搭配12.5PF的電容）
（3）無源晶振產(chǎn)生的為正弦波信號。用示波器測一個引腳與地之間的波形。
（4）無源晶振需特殊的引腳搭配。如：XTAL1和XTAL2指的是8051系單片機上常見的用于接“晶振”的兩個引腳。從原理上來說，這兩個引腳和MCU內(nèi)部一個反相器相連接。這個反相器與外部的“晶振”組成一個構成一個皮爾斯振蕩器（Pierce oscillator）。（不理解，這么用就對了）
（5）無源晶振較小為誤差為5PPM。

無源晶振電路圖

2.2有源晶振：
（1）有源晶振為振蕩器，有4個引腳。
（2）有源晶振不需要CPU的內(nèi)部振蕩器，信號穩(wěn)定，質(zhì)量較好，而且連接方式比較簡單。但價格相比無源晶振貴。
（3）有源晶振產(chǎn)生的信號為方波信號。（總有特例為正弦波信號）示波器測信號與GND之間。
（4）有源晶振供電便能產(chǎn)生一個時鐘信號。
（5）有源晶振誤差較小為0.1PPM。

有源晶振電路圖

3.常用特殊的晶振
3.1 關于32.768K晶振
32.768K的晶振常用于計時。常搭配12.5PF的電容。
T=1/32768。每震蕩32768次就是工作一秒。
32768是2的15次方。0x8000=32768。
將32768連接到一個16位的計數(shù)器，第16位每變化一次，正好就是1秒。
32768接的是計數(shù)器（計數(shù)器主要對脈沖的個數(shù)進行計數(shù)），所以沒有時鐘周期、機器周期、指令周期。

{
一些鐘表等常用32.768K的晶振原因：
1.32768為2的15次方，便于計算。
2.32768已經(jīng)屬于低頻產(chǎn)品，低于32768晶振體積會變大，搭配的負載電容也會變大。
3.對于數(shù)字電路，工作頻率越高，就有更高的電路消耗，不利于續(xù)航。
}

3.2 關于11.0592M晶振
11.0592M的晶振常用于做串口通信，容易設置波特率。

{
震蕩周期、機器周期、指令周期。
1.時鐘周期、振蕩周期、節(jié)拍周期
  時鐘周期又叫做振蕩周期、節(jié)拍周期，定義為時鐘晶振頻率的倒數(shù)。時鐘周期是計算機中較基本的、較小的時間單位。在一個時鐘周期內(nèi)，CPU只完成一個較基本的動作。例如晶振為12M，則時鐘周期為1/12us。又可以被定義為節(jié)拍。
  2.機器周期
  在計算機中，為了便于管理，常把一條指令的執(zhí)行過程劃分為若干個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作。完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期。一般情況下，一個機器周期由若干個S周期（狀態(tài)周期）組成。比如，取值周期，取數(shù)周期。在80C51內(nèi)部，機器周期一般包括于12個時鐘周期。例如24M的晶振，機器周期為12/24M秒。
  3.指令周期
  指令周期是指取出并完成一條指令所需的時間，一般由若干個機器周期組成，分為單周期指令，雙周期指令和多周期指令。
  對于一些簡單的的單字節(jié)指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即譯碼執(zhí)行，不再需要其它的機器周期。對于一些比較復雜的指令，例如轉移指令、乘法指令，則需要兩個或者兩個以上的機器周期。
}

3.2 關于12M晶振
12M的晶振易計算，12M晶振一個機器周期為1US。
4.晶振分頻與倍頻
4.1分頻：當原來的信號經(jīng)過n的周期，新的信號跳變一次，這樣新信號周期就是原信號的N倍,新信號頻率基于老頻率則叫N分頻。如震蕩周期與時鐘周期。

4.2倍頻：與分頻相反，頻率是增大，當新頻率是之前頻率的N倍，則稱為N倍頻。倍頻是利用鎖相環(huán)（PLL）的原理進行頻率的增倍。如STM32單片機外接8M晶振，但是主頻卻能跑72M。
PPL電路原理：
https://blog.csdn.net/leoufung/article/details/50268031
一個晶振只有一個固有頻率，通過分頻，倍頻技術就可以擴展出很多頻率，使用靈活，不必每個頻率都要配一個對應的晶振。

5.晶振誤差
晶振誤差單位為PPM。
32.768KHZ，誤差為+10ppm 。則1天的誤差為：
10（PPM）*24(小時)*3600（一小時300秒）/100萬（PPM為百萬分之一）=0.864秒

一個32.768KHZ，誤差為+10ppm 的晶振，1天的時間誤差約為0.864秒

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