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单片机时钟电路的设计

单片机时钟电路的设计
单片机内部虽有振荡电路,但要形成时钟必须在外总附加电路。

MCS-51单片机的时钟产生方法有如下两种。

1内部时钟方式
利用芯片内部的振荡电路,在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件,内部振荡电路便产生自激振荡,用示波器可以观察到XTAL2输出时的时钟信号。

最常用的内部时钟方式是采用外接晶体(在频率稳定性要求不高而希望尽可能廉价时,可选用陶瓷谐振器)和电容组成的并联谐振回路,HMOS型和CHMOS型单片机和并联,谐振回路及参数相同。

振荡晶体可在1. 2MHz~12MHz之间。

电容值无严格要求,但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小和振荡电路起振速度有少许影响,CX1和CX2可在20p~100pF间取值,但在60PF~70PF时振荡器有较高的频率稳定性。

在设计PCB板时,晶体或陶瓷谐振器和电容应尽可能靠近单片机芯片安装,以减少寄生电容,更好的保护振荡电路稳定可靠的工作。

为了提高温度稳定性,采用NPO电容。

2外部时钟方式
外部时钟方式是利用外部振荡信号源直接接入XRAL1或XTAL2。

由于HMOS和CHMOS单片机内部时钟进入的引脚不同(CHMOS型单片同由XTAL1进入,HMOS 型单片机由XTAL2进入),其外部振荡信号源的接入方法也不同。

HMOS型单片机的外部振荡信号接至XTAL2,而内部的反相放大器的输入端XTAL1应接地。

由于XTAL2端的逻辑电平不是TTL的,故建议外接一个上拉电阻。

而XTAL2不可以接地。

在CMOS电路中,因内部时钟引入端取自反相放大器的输入端(即与非门的输入端),故采用外部振荡信号源时接线方式与HNOS型有所不同,外部信号接至XTAL1,而XTAL2不可以接地。

外部振荡信号通过去一个2分频的触发器而成为一个时钟信号。

故对外部信号的占空比没什么要求,但高电平持续时间和低电平持续时间应大于20ns.。

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