一、前言

今天突然想到一個(gè)問題，如果一個(gè)單片機(jī)的晶振壞了那單片機(jī)還能運(yùn)行程序嗎？帶著這個(gè)問題我查詢了很多的治療發(fā)現(xiàn)對(duì)于這個(gè)問題的資料，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上關(guān)于這個(gè)問題的解釋有很多的說(shuō)法，今天就給大家分享一下我對(duì)于這個(gè)問題的理解。

二、晶振是什么？

晶振主要是指晶體振蕩器，而晶體振蕩器則是指從一塊石英晶體上按照一定的方位角切下來(lái)的薄片，我們簡(jiǎn)稱為晶片，是時(shí)鐘電路中最重要的部件。石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振;而在封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。

在單片機(jī)系統(tǒng)中晶振扮演者著重要的角色，如果單片機(jī)沒有晶振（內(nèi)部晶振也沒有）那單片機(jī)是沒有辦法運(yùn)行程序的，至于為什么不能運(yùn)行程序我們后面會(huì)講到。

晶振在整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里相當(dāng)于單片機(jī)的心臟，一個(gè)完整的產(chǎn)品要想穩(wěn)定可靠的工作，沒有晶振的加入是很難達(dá)到應(yīng)有的功能，晶振的作用是為電路的工作提供時(shí)序基準(zhǔn)，使各個(gè)模塊的工作能夠有條不紊的進(jìn)行下去，因此晶振的指標(biāo)主要有頻率準(zhǔn)確度、頻率穩(wěn)定度、工作溫度范圍等，晶振還可以為鎖相環(huán)提供頻率基準(zhǔn)，其頻率的準(zhǔn)確度決定了鎖相環(huán)輸出頻率的精度。

在單片機(jī)系統(tǒng)中晶振可能不止一個(gè)，不同頻率的晶振在整個(gè)系統(tǒng)里扮演的角色也是不一樣的，例如32.768K晶振通常用于時(shí)間顯示，16MHZ、26MHZ等用于傳輸信號(hào)的。

晶體振蕩器也分為無(wú)源晶振和有源晶振兩種類型。無(wú)源晶振一般又稱作晶體，有源晶振又被稱為振蕩器。無(wú)源晶振需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器，不需要外部提供震蕩信號(hào)。

三、沒有晶振可以運(yùn)行程序嗎？

我們通過(guò)前面的學(xué)習(xí)知道了單片機(jī)中的晶振主要是用來(lái)提供時(shí)鐘信號(hào)的，那如果單片機(jī)上的晶振壞了單片機(jī)還能運(yùn)行我們編寫的程序嗎？

關(guān)于這個(gè)問題的答案我想給出以下回答：

如果單片機(jī)存在內(nèi)部晶振那么單片機(jī)是可以運(yùn)行程序的，只不過(guò)運(yùn)行的過(guò)程不太正常（可能是速度慢，也可能是某些功能不正常）

如果單片機(jī)內(nèi)部沒有晶振，那么外部晶振壞了單片機(jī)是必然不能運(yùn)行程序的，關(guān)于這點(diǎn)后面會(huì)進(jìn)行講解。

在討論這個(gè)問題之前我們先來(lái)看一下單片機(jī)是怎么運(yùn)行程序的吧！單片機(jī)工作時(shí)，是一條一條地從RoM中取指令，然后一步一步地執(zhí)行。單片機(jī)訪問一次存儲(chǔ)器的時(shí)間，稱之為一個(gè)機(jī)器周期，這是一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)?！獋€(gè)機(jī)器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期。如果一個(gè)單片機(jī)選擇了12MHz晶振，它的時(shí)鐘周期是1/12us，也是一個(gè)晶振周期。它的一個(gè)機(jī)器周期是12×(1/12)us，也就是1us。（來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考）

上面的說(shuō)法是網(wǎng)絡(luò)上的大佬寫的一篇文章，從上面的講解我們知道單片機(jī)的程序運(yùn)行需要晶振提供時(shí)鐘信號(hào)，雖然單片機(jī)程序的運(yùn)行和晶振之間沒有直接的關(guān)系，但是卻有著密切的聯(lián)系，當(dāng)然在單片機(jī)中還存在一個(gè)PLL鎖相環(huán)的東西，它可以保證外部晶振與單片機(jī)內(nèi)部晶振頻率保持一致。

通過(guò)上面的知識(shí)我們知道了晶振在單片機(jī)程序運(yùn)行中的作用，那么結(jié)論就顯而易見了，沒有晶振單片機(jī)是肯定不能運(yùn)行的，但是我在網(wǎng)上看到下面這個(gè)帖子：

現(xiàn)在來(lái)回答上面的問題為什么在單片機(jī)系統(tǒng)中沒有接外部晶振單片機(jī)仍然能夠成功運(yùn)行。在單片機(jī)內(nèi)部是存在內(nèi)部晶振的，可以為單片機(jī)提供低頻的時(shí)鐘信號(hào)。對(duì)于STM32F103c8t6用外部晶振+PLL，時(shí)鐘頻率可以去到72M，用內(nèi)部振蕩，只能到48M。

所以在沒有外部晶振的情況下有些單片機(jī)是可以維持正常工作的，只不過(guò)代碼執(zhí)行的速度會(huì)大打折扣，所以如果你要求單片機(jī)性能的話，還是建議使用外部晶振的。

四、PCB中晶振電路的要求

位置要選對(duì)：晶振內(nèi)部是石英晶體，如果不慎掉落或受不明撞擊，石英晶體易斷裂破損，所以晶振的放置遠(yuǎn)離板邊，靠近MCU的位置布局。

兩靠近：耦合電容應(yīng)盡量靠近晶振的電源管腳，如果多個(gè)耦合電容，按照電源流入方向，依次容值從大到小擺放；晶振則要盡量的靠近MCU。

走線短：所有連接晶振輸入/輸出端的導(dǎo)線盡量短，以減少噪聲干擾及分布電容對(duì)晶振的影響。

高獨(dú)立：盡可能保證晶振周圍的沒有其他元件。防止器件之間的互相干擾，影響時(shí)鐘和其他信號(hào)的質(zhì)量。晶振周圍 1mm 禁布器件，0.5mm 禁布過(guò)孔走線，所有晶振下不打過(guò)孔（包括地過(guò)孔）。

外殼要接地：晶振的外殼必須要接地，除了防止晶振向外輻射，也可以屏蔽外來(lái)的干擾。

另外對(duì)于有源晶振和無(wú)源晶振還有這不同的不限需要，具體如下;

無(wú)源晶振布線要求：

振蕩電路（振蕩單元、振蕩電容）應(yīng)配置在振蕩IC附近；

晶振電路下面的各層都需要鋪地，不能放置器件和走線，尤其是高頻信號(hào)線路；

晶振電路做包地處理時(shí)需要打大量地孔，否則包地?zé)o意義；

四腳晶振，建議晶振走線從內(nèi)部走，減小晶振的環(huán)路，如下圖所示。

有源晶振布線要求：5. 振蕩電路（振蕩單元、振蕩電容）應(yīng)配置在振蕩IC附近；

晶振電路下面的各層都需要鋪地，不能放置器件和走線，尤其是高頻信號(hào)線路；

晶振電路做包地處理時(shí)需要打大量地孔，否則包地?zé)o意義；

電源先經(jīng)過(guò)旁路電容，然后再進(jìn)入晶振，如下圖所示（高頻噪聲通常直線前進(jìn)）。

五、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于上面講的內(nèi)容，如果不是做硬件的話作為了解內(nèi)容即可，增加一下自己的知識(shí)面，不必深入研究。

審核編輯：湯梓紅