有源晶振与无源晶振
在电子学上，一般将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”（如有源音箱、有源滤波器等），而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。电脑中的晶体振动器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振动器）。无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需求借助于时钟电路才干产生振动信号，本身无法振动起来，所以“无源晶振”这个说法并不精确；有源晶振有4只引脚，是一个完好的振动器，其间除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因而体积较大。
有源晶振
有源晶振一般的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。
有源晶振不需求DSP的内部振动器，信号质量好，比较安稳，而且衔接方法相对简略（主要是做好电源滤波，一般运用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出 端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需求杂乱的装备电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺点是其信号电平是固定的，需求挑选好适宜输出电平，灵活性较 差，而且价格高。
有源晶振是右石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振动器运用，是根据它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上 交 变电压，晶体就会产生机械振动，一起机械变形振动又会产生交变电场，尽管这种交变电场的电压极端弱小，但其振动频率是十分安稳的。当外加交变电压的频率与 晶片的固有频率(由晶片的尺度和形状决议)持平时，机械振动的起伏将急剧添加，这种现象称为“压电谐振”。
压电谐振状况的树立和保持都必须借助于振动器电路才干完成。图3是一个串联型振动器，晶体管T1和T2构成的两级放大器，石英晶体XT与电容C2构成LC 电 路。在这个电路中，石英晶体恰当于一个电感，C2为可变电容器，调理其容量即可使电路进入谐振状况。该振动器供电电压为5V，输出波形为方波。
单片机的内部时钟与外部时钟
单片机有内部时钟方法和外部时钟方法两种：（1）单片机的XTAL1和XTAL2内部有一片内振动器结构，但仍需求在XTAL1和XTAL2两头衔接一个晶振和两个电容才干组成时钟电路，这种运用晶振合作产生信号的方法是内部时钟方法；（2）单片机还能够作业在外部时钟方法下，外部时钟方法较为简略，可直接向单片机XTAL1引脚输入时钟信号方波，而XTAL2管脚悬空。 已然外部时钟方法相对内部较为便利，那为什么大多数单片机体系仍是挑选内部时钟方法呢？这是因为单片机的内部振动器能与晶振、电容构成一个功能十分好的时钟信号源，而假如要产生这样的信号作为外部时钟信号输入到单片机中，则需求添加的器材远不止一个晶振和两个电容这么简略。时钟电路在单片机体系中很重要，它能操控着单片机作业的节奏，是必不可少的部分。
晶振电路
晶振是晶体振动器的简称，在电气上它能够等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络。电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分，其间较低的频率是串联谐振；较高的频率是并联谐振。因为晶体本身的特性致使这两个频率的间隔恰当的挨近，在这个极窄的频率规模内，晶振等效为一个电感，所以只需晶振的两头并联上适宜的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反应电路中就能够构成正弦波振动电路，因为晶振等效为电感的频率规模很窄，所以即便其他元件的参数改变很大，这个振动器的频率也不会有很大的改变。
晶振有一个重要的参数——负载电容值，挑选与负载电容值持平的并联电容，就能够得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振动电路都是在一个反相放大器(留意是放大器不是反相器)的两头接入晶振，再有两个电容别离接到晶振的两头，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容。请留意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能疏忽。一般的晶振的负载电容为15pF或12.5pF，假如再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22pF的电容构成晶振的振动电路便是比较好的挑选。
如上图:晶振是给单片机供给作业信号脉冲的 这个脉冲便是单片机的作业速度 比方 12M晶振 单片机作业速度便是每秒12M 当然 单片机的作业频率是有规模的 不能太大 一般24M就不上去了 否则不安稳
晶振与单片机的脚XTAL0和脚XTAL1构成的振动电路中会产生偕波(也便是不期望存在的其他频率的波) 这个波对电路的影响不大 但会下降电路的时钟振动器的安稳性 为了电路的安稳性起见 ATMEL公司仅仅主张在晶振的两引脚处接入两个10pf-50pf的瓷片电容接地来削减偕波对电路的安稳性的影响 所以晶振所配的电容在10pf-50pf之间都能够的 没有什么计算公式。
晶振电路中怎么挑选电容C1，C2?
(1):因为每一种晶振都有各自的特性，所以最好按制造厂商所供给的数值挑选外部元器材。
(2):在答应规模内，C1，C2值越低越好。C值偏大虽有利于振动器的安稳，但将会添加起振时刻。
(3):应使C2值大于C1值，这样可使上电时，加速晶振起振。
在石英晶体谐振器和陶瓷谐振器的运用中，需求留意负载电容的挑选。不同厂家出产的石英晶体谐振器和陶瓷谐振器的特性和质量都存在较大差异，在选用，要了解该类型振动器的要害目标，如等效电阻，厂家主张负载电容，频率偏差等。在实践电路中，也能够经过示波器调查振动波形来判别振动器是否作业在最佳状况。示波器在调查振动波形时，调查OSCO管脚(Oscillator output)，应挑选100MHz带宽以上的示波器探头，这种探头的输入阻抗高，容抗小，对振动波形相对影响小。(因为探头上一般存在10～20pF的电容，所以观测时，恰当减小在OSCO管脚的电容能够获得更挨近实践的振动波形)。作业杰出的振动波形应该是一个美丽的正弦波，峰峰值应该大于电源电压的70%。若峰峰值小于70%，可恰当减小OSCI及OSCO管脚上的外接负载电容。反之，若峰峰值挨近电源电压且振动波形产生畸变，则可恰当添加负载电容。
用示波器检测OSCI(Oscillator input)管脚，怎么处理简略导致振动器停振的问题?
部分的探头阻抗小不能够直接测验，能够用串电容的方法来进行测验。如常用的4MHz石英晶体谐振器，一般厂家主张的外接负载电容为10～30pF左右。若取中心值15pF，则C1，C2各取30pF可得到其串联等效电容值15pF。一起考虑到还别的存在的电路板分布电容，芯片管脚电容，晶体本身寄生电容等都会影响总电容值，故实践装备C1，C2时，可各取20～15pF左右。而且C1，C2运用瓷片%&&&&&%为佳。
怎么判别电路中晶振是否被过火驱动?
电阻RS常用来避免晶振被过火驱动。过火驱动晶振会逐渐损耗削减晶振的触摸电镀，这将引起频率的上升。可用一台示波器检测OSC输出脚，假如检测一十分明晰的正弦波，且正弦波的上限值和下限值都契合时钟输入需求，则晶振未被过火驱动;相反，假如正弦波形的波峰，波谷两头被削平，而使波形成为方形，则晶振被过火驱动。这时就需求用电阻RS来避免晶振被过火驱动。判别电阻RS值巨细的最简略的方法便是串联一个5k或10k的微调电阻，从0开端渐渐调高，一直到正弦波不再被削平停止。经过此方法就能够找到最挨近的电阻RS值。
