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.