单片机晶振故障的分析及处理

　　导读：单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。简单地说，没有晶振，就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码，单片机就无法工作。今天我们就一起来探讨有关单片机晶振故障的分析及处理。

　　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，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。