单片机的“心脏”是怎么工作的？你知道吗？ (单片机的心脏)

看过标题，可能很多朋友都会冒出很多疑问：单片机？单片机不是电子规划的心脏吗？它的心脏又是什么？

整理分享单片机的“心脏”是怎么工作的？你知道吗？ (单片机的心脏)，希望有所帮助，仅作参考，欢迎阅读内容。

内容相关其他词:单片机的心脏是什么,单片机的心脏电路是什么,单片机的心脏,单片机芯片原理图,单片机的心脏是什么,单片机芯片工作原理,单片机的心脏,单片机的心脏电路是什么,内容如对您有帮助，希望把内容链接给更多的朋友！

你知道单片机的“心脏”是怎么工作的？你知道吗？（图1）　　无论是单片机还是微处理器，它们的核心都是大规模的时序逻辑电路，而驱动时序逻辑电路的动力则是准确而稳定的时钟源——不要小看定语“准确而稳定”哦，实际上人类的科技之所以能如此稳定、高速的发展，就是离不开准确而稳定的时钟源。比如单片机所运用的晶体振荡器，就是一种比较准确的时钟源。　　在晶体振荡器之前，振荡源一般是LC振荡电路等电路，但它们会受到外界的影响（振动、温度等），其误差可能达到kHz级别。长时间的工作情况下其准确度也难以保证。监听电和数字电路的发展迫使一种准确且稳定的时钟源诞生，于是就有了晶体振荡器。　　将石英晶体按照一定的方式切割，并向其施加电压，它就会在外加电场的作用下开始振动，这种性质被称作“压电性”。这就使得石英晶体拥有了能够与外界的振荡谐振的能力。按照同样的方式切割出来的晶体拥有着相同的振荡频率，这也就使得批量生产石英晶体成为了可能。

你知道单片机的“心脏”是怎么工作的？你知道吗？（图2）　　实用的石英晶体振荡器的内部一般是这样的：一片精密切割好的晶体放置在中间，被两片化学处理过的金属氧化物夹在中间，并用结实的金属外壳包装好。这也是为什么晶振的电路图符号是一两个电极夹着一个晶体。典型的石英晶体振荡器的使用电路如下图所示：

你知道单片机的“心脏”是怎么工作的？你知道吗？（图3）　　这种电路被称作皮尔斯振荡器，利用一个反相器来完成电路。下方的两个电容一般取相同的电容值，它们的取值可以微弱的影响整个电路的振荡频率。它们的作用是与石英晶体构成带通滤波器，在石英晶体的共振频率上形成一个度的相移。这个电路最常见于单片机的时钟部分。　　对于石英晶体来说，被切割的越细，其共振频率越高——但也不是无极限的，切割的过细的话，石英晶体将很容易破碎。而这个极限频率大概为MHz。那那些MHz以上的晶体是怎么制作的呢？

你知道单片机的“心脏”是怎么工作的？你知道吗？（图4）　　实际上，对于超过MHz的晶体，它们所利用的是晶体振荡频率中的谐波。我们可以加强晶体的奇数倍谐波并利用它。比如我想要运用MHz的晶体的话，我可以制造一块MHz的晶体，并使它的结构增强5倍谐波（MHz）。对于这样的晶体来说，如果需要纯净的MHz的话，在运用时就需要运用外接的谐振电路选择出这个MHz的谐波。

你知道单片机的“心脏”是怎么工作的？你知道吗？（图5）　　对于时钟源这种东西来说，我们永远不会介意它的精度高，越高越好。但是即使是晶振这种有很长历史的振荡器，也足够我们好好研究上一段时间了呢！