单片机晶振的作用是什么?为什么不集成到单片机内?

看完这篇回答就够了。

 

一、晶振是什么?有什么作用?

晶振是一种被广泛应用于电子设备中的精密时钟元件。

它通过将电压转换成机械振动,并通过谐振产生稳定的频率信号,用于控制设备的时序和运行。

晶振的频率稳定度非常高,能够提供高精度的时钟信号,因此被广泛用于各种设备中。

在单片机中,晶振通常被用于提供时钟信号,比如给一些外设:定时器、SPI、IIC、USART等等。

单片机需要时钟信号来驱动其内部的逻辑电路,确保它们以正确的时序运行。

所以,由于单片机有精准时钟信号的需求,晶振就是为了解决这个痛点

虽然晶振在单片机中应用很多,但它并不是单片机中的必需元件

单片机可以使用其他类型的时钟源,例如RC振荡器或者外部时钟信号,来替代晶振

但是,晶振的优点是频率稳定度高、精度高、温度漂移小等等。

而这些是RC振荡器做不到的,因此,晶振被广泛应用于单片机中。

 

二、为什么晶振不被集成到单片机内呢?

晶振不集成到单片机里主要有以下几个原因:

1.稳定性

晶振需要在特定频率下运行,任何微小的波动都可能导致频率偏差。集成到单片机内部的晶振不够稳定,可能会受到周围环境的影响,导致频率偏差。

 

2.成本

将晶振集成到单片机内会增加芯片的制造成本。

晶振是一种复杂的元件,需要较高的制造精度和技术要求。

将晶振集成到单片机内,需要花费更多的时间和成本来设计和制造,需要额外的硬件支持。

对于一些低成本的单片机来说,集成晶振可能会增加芯片的成本,从而降低其市场竞争力

 

3.灵活性

不同的应用需要不同的频率,外部晶振可以选择适当的频率以满足需求。

如果晶振集成到单片机内部,那么单片机将被限制在一个特定的频率,不能适应不同的应用场景。

相反,外部晶振可以在需要时选择适当的频率,也可以在需要时更换。

 

4.电磁兼容性

将晶振集成到单片机内也可能会对芯片的性能产生负面影响。

晶振产生的噪声和干扰可能会影响单片机的性能,导致设备的运行不稳定,比如导致电磁兼容性等问题,,由于晶振震荡产生的电磁辐射可能会对其他电路产生干扰。

将晶振和单片机分开设计,可以让晶振和单片机分别进行优化,从而达到更好的性能和稳定性。

 

5.功耗

将晶振集成到单片机内可能会增加芯片的功耗。

晶振需要消耗能量来驱动机械振动,这会导致单片机消耗更多的电能。

对于一些功耗要求较低的单片机来说,集成晶振明显不符合设计要求。

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