为何单片机电路常用到晶振11.0592MHz?

为何单片机电路常用到晶振11.0592MHz?

(单片机电路中的晶振11.0592MHz)

我们可能注意到单片机芯片旁边常用到晶振11.0592MHz,原因何在?

11.0592MHz这个频点主要是为了方便单片机在进行通信时计算波特率而设置,以便于减小通讯误差,提高通讯的正确率。若要用115200波特率进行通信,当我们用晶振11.0592MHz时,便会很容易得出96的整数,即11059200Hz/96=115200Hz。

进一步解释:

其一:因为它能够准确地划分成时钟频率,与UART(通用异步接收器/发送器)量常见的波特率相关。特别是较高的波特率(19600,19200),不管多么古怪的值,这些晶振的频率都是精准的,且常被使用的。

其二:用11.0592晶振的原因是51单片机的定时器导致的。用51单片机的定时器做波特率发生器时,如果用11.0592Mhz的晶振,根据公式算下来需要定时器设置的值都是整数;如果用12Mhz晶振,则波特率都是有偏差的,比如9600,用定时器取0XFD,实际波特率10000,一般波特率偏差在4%左右都是可以的,所以也还能用STC90C516晶振12MHz波特率9600 ,倍数时误差率6.99%,不是倍数时误差率为8.51%,数据肯定会报错。 这也就是串口通信时大家喜欢用11.0592MHz晶振的原因,在波特率倍速时,最高可达到57600,误差率0.00%。 用12MHz,最高也就是4800,而且有0.16%误差率,但在允许范围,所以没多大影响。

注:

波特是串行传输时的基本单位,其实就是bit。波特率是115200bit=115200/8字节=14400字节/1024约等于14K字节也就是14KB。

其实,晶振广泛应用于具备各种功能的电路中,如RTC实时时钟电路、音频电路、网络电路、系统时钟电路等。RTC实时时钟电路需要用到32.768KHz晶振、音频电路需要24.576MHz晶振、网络电路需要25MHz晶振、系统时钟电路需要14.31818MHz等,在这些晶振中有的是整数而有的又是小数。这样做的目的主要是根据电路的需要通过分频得到所需要的振荡周期,进一步得到精确的时间。简而言之,晶振与芯片共同组合通过分频为整个系统提供给提供不同的时钟频率。

晶振是为数字电路提供频率基准的元器件,通常分成有源晶振和无源晶振两个大类,无源晶振需要芯片内部有振荡器,并且需要精确匹配外围电路(电感、电容、电阻等),如需更换晶振时要同时更换外围的电路。有源晶振不需要芯片的内部振荡器,可以提供高精度的频率基准,信号质量也较无源晶振更好。

晶振和波特率的关系

1. 晶振和波特率的基本概念

晶振是指晶体振荡器,是一种能够产生稳定频率的电子元件。在计算机和通信领域,晶振被广泛应用于时钟信号的生成。波特率是指每秒传输的比特数,也可以理解为数据传输速率。

2. 晶振与波特率的关系

晶振和波特率之间存在着密切的关系。晶振的频率决定了数据传输的速率,即波特率。波特率的单位是bps ( bit per second),表示每秒传输的比特数。

3. 波特率的计算公式

波特率的计算公式为:

波特率=晶振频率/分频系数

其中,晶振频率是晶振的振荡频率,分频系数是通过分频器设置的参数,用于控制数据传输速率。

4.波特率的选择
在实际应用中,选择合适的波特率非常重要。波特率过高会导致数据传输错误率增加,而波特率过低则会影响数据传输的速度。因此,根据具体应用场景和设备性能,选择合适的波特率十分关键。

5.晶振的选择

选择合适的晶振频率也是十分重要的。一般来说,晶振频率越高,数据传输速率就可以越快。但是,晶振频率也会受到硬件设备的限制。因此,在选择晶振时,需要考虑设备的性能和兼容性。

6.晶振和波特率的匹配

在实际应用中,晶振和波特率需要匹配才能正常工作。如果晶振频率和波特率不匹配,会导致数据传输错误或无法正常传输。因此,在设计和开发电子产品时,需要合理选择晶振和波特率,确保它们之间的匹配关系。

7.晶振和波特率的影响因素

晶振和波特率的选择受到多种因素的影响。其中,硬件设备的性能和要求是最重要的因素之一。此外,通信协议的要求、传输距离和噪声等因素也会对晶振和波特率的选择产生影响。

8.晶振和波特率的应用举例
晶振和波特率的关系在各个领域都有应用。例如,晶振和波特率的选择对于串口通信非常重要。在串口通信中,晶振频率决定了传输速率,波特率设置则控制了数据传输的稳定性。

总结

晶振和波特率之间存在着紧密的关系。晶振的频率决定了数据传输的速率,即波特率。在实际应用中,晶振和波特率需要匹配才能正常工作。因此,在选择晶振和波特率时,需要考虑设备的性能和兼容性,确保它们之间的匹配关系。正确选择晶振和波特率可以提高数据传输效率和稳定性,从而提升系统的整体性能。

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