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2023-11-17
单片机基础及应用：时钟电路设计
【摘要】：单片机的时钟一般需要多项时钟，所以MCS-51单片机的时钟电路由振荡电路和分频电路组成。图2－9MCS-51单片机振荡电路图1．振荡电路MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。2．外部引入脉冲信号驱动时钟电路在由多片单片机组成的系统中，为了使各单片机之间时钟信号同步，应当引入唯一的公用外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。
单片机的时钟一般需要多项时钟，所以MCS-51单片机的时钟电路由振荡电路和分频电路组成。
图2－9 MCS-51单片机振荡电路图
1．振荡电路
MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两个电容，就构成一个稳定的自激振荡器，如图2－9所示。
电路中的电容C1和C2一般取30 pF左右，电容值的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶体的振荡频率范围是1．2～12 MHz。晶体振荡频率高，系统的时钟频率也高，单片机运行速度也就快。MCS-51在通常应用的情况下，使用的振荡频率为6 MHz或12 MHz。随着集成电路制造技术的发展，单片机的晶振频率还在逐步提高，现在一些高速芯片的晶振频率已经达到40MHz。(www.chuimin.cn)
2．外部引入脉冲信号驱动时钟电路
在由多片单片机组成的系统中，为了使各单片机之间时钟信号同步，应当引入唯一的公用外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。对于8051单片机，外部的脉冲信号经XTAL2引脚接入，其连接如图2－10所示。而对于80C51芯片，外部脉冲信号则由XTAL1引脚接入，同时要把XTAL2引脚悬空。
实际使用时，引入的脉冲信号应为高、低电平持续时间大于20ns的矩形波，且脉冲频率应低于12MHz。
3．分频电路
振荡电路产生的振荡信号要经过分频后才能得到单片机各种相关的时钟信号。振荡脉冲经二分频后作为系统的时钟信号，在二分频的基础上再三分频产生ALE信号，而在二分频的基础上再六分频得到机器周期信号。
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2023-11-17
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