单片机的分类和时钟源

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单片机是单片微型计算机的简称,单片机是高度集成的电路芯片,它把中央处理器 CPU 、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O接口、中断系统、定时器/计时器等功能集成到一起,构成了一个功能完善的微型计算机系统。单片机经过不断的发展已由上世纪80年代的4位,8位发展到如今的32位和64位。

单片机的分类

4x4矩阵键盘单片机
业界对单片机的分类方法主要有三种;

一、按字长分类:分为4位,8位,16位,32位,64位.
二、按指令类型分类:分为精简指令集,复杂指令集.
三、按内核来分类:分为51系列,PIC系列,AVR系列,430系列等等.

单片机的时钟源

单片机的时钟源一般的就三种:

一、RC振荡时钟RC 振荡适合于对时间精度要求不高的低成本应用。RC振荡频率的变化很大,电源电压VDD的变化,RC取值和工作环境温度的变化都会引起工作频率的变化。单片机一般都会包含这个RC振荡的时钟,其优点是在此工作模式下频率低,功耗小,适宜做单片机的唤醒后的检测,如果一直使用外部的高频时钟,单片机的静态电流 很难做下来。

  1. 外部RC时钟:外部振荡时钟并不是每个单片机都包含外部RC时钟,越来越多的单片机把它集成在单片机内部,作为时钟电路的一部分。在选择RC外部时钟时,需要注意如果R太小,低于某个数值(一般单片机说明书上有说明),振荡器将处于不稳定工作状态,甚至停振。R太大,振荡器又容易受到噪声、湿度、漏电流的干扰。
  2. 内部RC时钟:内部振荡时钟以Freescale的S08系列为例,内部参考时钟是一个可调整的内部参考时钟信号,不需要调整电容或电阻等外部元件,可直接用作CPU和总线时钟的时钟源。内部参考时钟由寄存器中的一个9位数值进行调整,解析度典型值能达到未调整内部参考时钟频率的0.1%。与许多其他的内部参考时钟不同,这个内部参考时钟可将频率在一定范围内进行调整,如从31.25 kHz变到39.06 kHz。

二、谐振器时钟
串联型和并联型谐振时钟

一般有串联型和并联型外部时钟,内部S08以ICS为结构,S12以ICG为结构。大多数都采用并联式连接方法:其中电容C3,C4称为负载电容,与晶振体连接后接地,削减谐波对电路的稳定性的影响,滤波振荡的谐波。Rb是为了保证起振;Rs则用来分压,Rs一般可以为零。
如下图所示为单片机内部CRG模块:

单片机内部CRG模块

三、振荡器时钟
振荡器时钟外部振荡器还有一种外部时钟模式,把一个外部时钟信号引入MCU。在此模式中,只需要EXTAL脚,而XTAL脚可用作通用I/O。通常使用这方方法频率相对稳定,可以参考晶体振荡器和硅振荡器的优缺点。