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单片机晶振故障的分析及处理

时间:12-28 来源:互联网 点击:

  一、单片机的晶振的常见故障

  晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。单片机的晶振问题是一种常见的现象,下面就是单片机常见的6种晶振故障:

  1.PCB板布线错误;

  2.单片机或者晶振质量有问题;

  3.负载电容或匹配电容与晶振不匹配或者电容质量有问题;

  4.PCB板受潮,导致阻抗失配而不能起振;

  5.晶振电路的走线过长;

  6.外围电路的影响。

  二、单片机晶振故障的处理

  1.排除电路错误的可能性,就可用相应型号单片机的推荐电路进行比较。

  2.排除晶振为停振品的可能性,因此需要测试多个晶振。

  3.试着改换晶体两端的电容,也许晶振就能起振了,电容的大小就直接参考晶振的使用说明。

  4.在PCB布线时晶振电路的走线应尽量短且尽可能靠近IC,杜绝在晶振两脚间走线。

  5.排除外围元件不良的可能性,因为外围零件无非为电阻,电容,你很容易鉴别是否为良品。

  三、单片机的晶振的要点解析

  1.单片机的晶振到底如何选择?

  1)看晶振的误差率是正还是负,相应配的电容相反。一般来讲,该电容要用零温度系数电容。经验判断,如果电容上有R或J或黑点的电容全是零温度系数电容。

  2)判断电容温度系数绝妙的办法,点一支香烟,把电容靠在香烟火头上,然后用LCR表检测,电容值不变的电容就是零温度系数电容。

  2. 如何检测晶振是否正常?

  检测晶振是否正常的最实用的方法就是用示波器接晶振的任一引脚,示波器的接地引脚接线路板上的地,如果晶振正常则会显示正弦波(单片机内部将其变为方波),正弦波的频率与晶振的标注的频率相差不大。

  3.怎样判断晶振是否被过分驱动?

  电阻RS常用来防止晶振被过分驱动。过分驱动晶振会逐渐损耗减少晶振的接触电镀,这将引起频率的上升。可用一台示波器检测OSC输出脚,如果检测出来非常清晰的正弦波,且正弦波的上限值和下限值都符合需要,则晶振未被过分驱动;相反,如果正弦波形的波峰,波谷两端被削平,而使波形成为方形,则晶振被过分驱动。这时就要用电阻RS来防止晶振被过分驱动。

  4.晶振为何被要求紧挨着IC?

  晶振是通过电激励来产生固定频率的机械振动,而振动又会产生电流反馈给电路,电路接到反馈 后进行信号放大,再次用放大的电信号来激励晶振机械振动,晶振再将振动产生的电流反馈给电路,如此这般。当电路中的激励电信号和晶振的标称频率相同时,电 路就能输出信号强大,频率稳定的正弦波。整形电路再将正弦波变成方波送到数字电路中供其使用。问题在于晶振的输出能力有限,它仅仅输出以毫瓦为单位的电能量。在 IC(集成电路) 内部,通过放大器将这个信号放大几百倍甚至上千倍才能正常使用。晶振和 IC 间一般是通过铜走线相连的,这根走线可以看成一段导线或数段导线,导线在切割磁力线的时候会产生电流,导线越长,产生的电流越强。现实中,磁力线不常见,电磁波却到处都是,例如:无线广播发射、电视塔发射、手机通讯等等。晶振和IC之间的连线就变成了接收天线,它越长,接收的信号就 越强,产生的电能量就越强,直到接收到的电信号强度超过或接近晶振产生的信号强度时,IC内的放大电路输出的将不再是固定频率的方波了,而是乱七八糟的信 号,导致数字电路无法同步工作而出错。所以,画PCB(电路板)的时候,晶振离它的放大电路(IC管脚)越近越好。

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