单片机两个问题

QWE4562009

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单片机两个问题1.单片机外接晶振起振的条件除了需要起振电容，还需要哪些条件？是否还需要程序呢？ 2.单片机的高阻状态电平也是0，低电平也是0，这两个状态外部如何识别呢？

lcofjp

1. 很多单片机都具有内部振荡器，默认启用的是内部振荡器，需要通过程序控制来切换到外部振荡器，此时外部晶振才工作；如果单片机内部没有振荡器，则直接使用外部振荡器，不需要程序控制；

2. 高阻状态不是0电平，也不是1电平，无法确定其状态；高阻状态可通过上拉或者下拉电阻来设置其电平状态；

maychang

单片机外接晶体，起振不需要程序控制。原因很简单：程序操作必须有时钟，没有时钟程序不可能操作。所以一定先起振，然后才可以执行程序。

某些单片机可以使用内部RC振荡器，也可以使用外部石英晶体产生时钟。此选择不能靠程序，而是靠芯片内部 “熔丝位” 选择的。“熔丝位” 在将程序写入单片机之时已经写好。

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lcofjp 发表于 2019-12-5 09:34 1. 很多单片机都具有内部振荡器，默认启用的是内部振荡器，需要通过程序控制来切换到外部振荡器，此时外部 ...

那就是单片机一供电，外部晶振就起振

Ablikim

第二个问题，如果不接上拉或者下拉电阻，外部读取1单片机引脚就是悬空状态，相当于什么都没接，如果确实要给定一个信号的话，就通过上拉或者下拉电阻实现

chunyang

MCU外置晶体是否需要匹配电容需要看器件手册确定。晶振是有源整合型器件，无需其它器件，稳定供电即可工作。注意晶体和晶振是两个概念，不要混用名称。MCU的时钟电路与程序无关，参数合适则上电就起振，起振条件跟晶体形式、频率和负载电容等参数关联最大，通常需要匹配电容，早期型号还可能需要反馈电阻等，具体以器件手册所载为准。

 

chunyang

IO口在高阻输入状态的逻辑完全由外电路决定，悬空时为逻辑不定态，受环境电磁辐射和电路内分布参数的影响，读取时可能为1，也可能为0，均无意义。IO出于高阻态，一定要接入确定逻辑的外电路，否则就该用弱上拉模式。故而楼主的问题2不成立。

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chunyang 发表于 2019-12-5 20:19 MCU外置晶体是否需要匹配电容需要看器件手册确定。晶振是有源整合型器件，无需其它器件，稳定供电即可工作 ...

也就是单片机一供电  晶振就工作  对吧

chunyang

QWE4562009 发表于 2019-12-6 11:58 也就是单片机一供电  晶振就工作  对吧

严格说，电压上升到一定程度，本振就开始工作，但可能会有一段不够稳定的时期，这也是复位脉宽需要足够长的原因。

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Ablikim 发表于 2019-12-5 10:25 第二个问题，如果不接上拉或者下拉电阻，外部读取1单片机引脚就是悬空状态，相当于什么都没接，如果确实要 ...

外部读取1单片机引脚就是悬空状态？？？

QWE4562009

chunyang 发表于 2019-12-6 14:39 严格说，电压上升到一定程度，本振就开始工作，但可能会有一段不够稳定的时期，这也是复位脉宽需要足够长 ...

什么电压？哪里的电压上升到一定程度

maychang

QWE4562009 发表于 2019-12-7 12:07 外部读取1单片机引脚就是悬空状态？？？

“外部读取1单片机引脚就是悬空状态？？？”

单片机引脚处于高阻态，外部读取单片机引脚，电平不定，可能是低电平也可能是高电平。

maychang

QWE4562009 发表于 2019-12-7 12:08 什么电压？哪里的电压上升到一定程度

“什么电压？哪里的电压上升到一定程度”

供给单片机的电源电压。

chunyang

QWE4562009 发表于 2019-12-7 12:08 什么电压？哪里的电压上升到一定程度

电源电压。

QWE4562009

chunyang 发表于 2019-12-8 17:14 电源电压。

那就是一单片机一供电  晶振即开始工作咯？

QWE4562009

chunyang 发表于 2019-12-6 14:39 严格说，电压上升到一定程度，本振就开始工作，但可能会有一段不够稳定的时期，这也是复位脉宽需要足够长 ...

足够长是多长？

wsmysyn

很多东西，建议可以直接用示波器来测一下波形，就都懂了

 

晶体电路一般是皮尔斯震荡电路，里边有一个方向器，可以查一下皮尔斯震荡电路原理图。晶体加上起振电容，电源上电，晶体开始起振，并不需要程序来控制，因为程序这时候可能都没办法运行起来，所以怎么可能用程序控制？

 

从起振到稳定的时候，波形是一边震荡，一边幅度增加，直到幅度稳定不再增加，频率基本不再变化，稳定前的这段时间，波形幅度变化，频率也是变化的。所以这段时间芯片一般不要工作，最好处于复位状态，在稳定之后再工作，晶体电路稳定时间可能几十ms，也可能几百ms。

 

补充一个晶体起振的仿真图形，这个是比较准确的，有准确的晶体模型，IC级别仿真，

在红框中是起振过程，幅度越来越大，一边震荡，一边幅度增加，但是这区间里，pll还没稳定，时钟是有抖动的，也就是频率和相位会波动，pll还没有锁定，pll锁定以后，晶体震荡波形也就稳定了。

 

对于那种把RC做到片上的，默认从片上启动的，需要程序把时钟切到晶体上去才可以，一般片上的RC精度不高，普通场合足够了

wsmysyn

高阻状态和低电平有本质区别，

 

高阻态IO驱动管是关闭的，只有少量的漏电流，为0是你测试影响的，比如高阻态输出电阻100Mohm，你万用表输入电阻最高也就10M，接上去，万用表要有电流进去的，输出电阻100M，根本给不了那么大电流，所以电压被拉低了，电压看起来就是0了，如果你用输入阻抗为1Gohm的表来测试，可能电压就不为0了，

 

低电平不一样，低电平时IO部分输出驱动管是打开的，也就是输出阻抗可能也就几十ohm，，如果你要强行把低电平抬高，你需要非常大的电流才可以，高阻态输入高电平，只需要很小电流就可以，

 

电路里边对于高阻态识别是高还是低是不确定的，工艺不同，工作模式不同，环境不同，都有可能影响内部对高阻态的识别，所以输入pin没有上下拉电阻的时候，一般都要给一个明确的电平，否则可能会引起意想不到的问题，

chunyang

QWE4562009 发表于 2019-12-10 13:50 那就是一单片机一供电  晶振即开始工作咯？

可以这么说，但更精确的说法是电源电压上升到一定程度之后。

chunyang

QWE4562009 发表于 2019-12-10 13:51 足够长是多长？

该参数与mcu的设计有关，需要查具体型号的器件手册。