很多MCU開發者對MCU晶體兩邊要各接一個對地電容的做法表示不理解，因為這個電容有時可以去掉。參考很多書籍，卻發現書中講解的很少，提到最多的往往是：對地電容具穩定作用或相當於負載電容等，都沒有很深入地去進行理論分析。另外一方麵，很多愛好者都直接忽略了晶體(ti) 旁邊的這兩(liang) 個(ge) 電容，他們(men) 認為(wei) 按參考設計做就行了。但事實上，這是MCU的振蕩電路，又稱“三點式電容振蕩電路”，如下圖所示。
其中，Y1是晶體(ti) ，相當於(yu) 三點式裏麵的電感；C1和C2是電容，而5404和R1則實現了一個(ge) NPN型三極管（大家可以對照高頻書(shu) 裏的三點式電容振蕩電路）。接下來將為(wei) 大家分析一下這個(ge) 電路首先，上麵電路圖中5404必須搭一個(ge) 電阻，不然它將處於(yu) 飽和截止區，而不是放大區，因為(wei) R1相當於(yu) 三極管的偏置作用，能讓5404處於(yu) 放大區域並充當一個(ge) 反相器，從(cong) 而實現NPN三極管的作用，且NPN三極管在共發射極接法時也是一個(ge) 反相器。其次將用通俗的方法為(wei) 大家講解一下這個(ge) 三點式振蕩電路的工作原理。眾(zhong) 所周知，一個(ge) 正弦振蕩電路的振蕩條件為(wei) ：係統放大倍數大於(yu) 1，這個(ge) 條件較容易實現；但另一方麵，還需使相位滿足360°。而問題就在於(yu) 這個(ge) 相位：由於(yu) 5404是一個(ge) 反相器，因此已實現了180°移相，那麽(me) 就隻需C1、C2和Y1再次實現 180°移相就可以了。恰好，當C1、C2和Y1形成諧振時，就能實現180移相；最簡單的實現方式就是以地作為(wei) 參考，諧振的時候，由於(yu) C1、C2中通過的電流相同，而地則在C1、C2之間，所以恰好電壓相反，從(cong) 而實現180移相。再則，當C1增大時，C2端的振幅增強；當C2降低時，振幅也增強。有時即使不焊接C1、C2也能起振，但這種現象不是由不焊接C1、C2的做法造成的，而是由芯片引腳的分布電容引起，因為(wei) C1、C2的電容值本來就不需要很大，這一點很重要。那麽(me) ，這兩(liang) 個(ge) 電容對振蕩穩定性到底有什麽(me) 影響呢？由於(yu) 5404的電壓反饋依靠C2，假設C2過大，反饋電壓過低，這時振蕩並不穩定；假設C2過小，反饋電壓過高，儲(chu) 存能量過少，則容易受外界幹擾，還會(hui) 輻射影響外界。而C1的作用與(yu) C2的則恰好相反。在布板的時候，假設為(wei) 雙麵板且比較厚，那麽(me) 分布電容的影響則不是很大；但假設為(wei) 高密度多層板時，就需要考慮分布電容，尤其是VCO之類的振蕩電路，更應該考慮分布電容。因此，那些用於(yu) 工控的項目，建議最好不要使用晶體(ti) 振蕩，而是直接接一個(ge) 有源的晶振。很多時候大家會(hui) 采用32.768K的時鍾晶體(ti) 來做時鍾，而不是通過單片機的晶體(ti) 分頻來做時鍾，其中原因想必很多人也不明白，其實上這是和晶體(ti) 的穩定度有關(guan) ：頻率越高的晶體(ti) ，Q值一般難以做高，頻率穩定度也比較差；而 32.768K晶體(ti) 在穩定度等各方麵的性能表現都不錯，還形成了一個(ge) 工業(ye) 標準，比較容易做高。另外值得一提的是，32.768K是16 bit數據的一半，預留最高1 bit進位標誌，用作定時計數器內(nei) 部數字計算處理也非常方便。
來源：單片機與(yu) 嵌入式
