单片机：晶振与MCU关系

 

晶振是单片机中一类电子元件。MCU指微控制器即单片机。
关系：晶振是心脏，MCU是大脑
晶振就是单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率的电子元件，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片机接的一切指令的执行都是建立在其晶振提供的时钟频率。晶振比喻为数字电路的心脏，这是因为，数字电路的所有工作都离不开时钟信号，单片机中没有了晶振，也就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码，单片机就无法工作，程序也就无法烧入。MCU相当于人的大脑，才能进行记忆、运算、处理。

 

微控制单元(Microcontroller Unit；MCU) ，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

MCU微控制单元又叫单片微型计算机或者单片机。MCU就是我们平时常说的单片机.单片机是一类微型控制MCU，是一种芯片级的计算机，包括cpu 内存（memory）、计数器（TImer）、USB、A/D转换、UART等各种外设等等。随着技术的进步2005年ARM公司正式推出Cortex-M3芯片，Cortex-M3拥有更高处的理能力且价格比51单片机还低。目前现在基于Cortex-M系列ARM内核的MCU已经逐渐在应用中取代了51单片机。

单片机晶振就是单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率的电子元件，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片机接的一切指令的执行都是建立在其晶振提供的时钟频率。由此可见单片机中晶振的重要性了。

通常一个单片机系统共用一个晶振，便于各部分保持同步,现在也有部分单片机有两个晶振。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，我们可以通过电子调整频率的方法保持同步。单片机系统中晶振的主要作用就是为系统提供基本的时钟信号，晶振通常与锁相环电路配合使用，来提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
所以说，单片机中没有了晶振，也就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码，单片机就无法工作，程序也就无法烧入。因为单片机工作时，是一条一条地从RoM中取指令，然后逐步执行。我们把单片机访问一次存储器的时间称之为一个机器周期，这是一个时间基准。—个机器周期包括12个时钟周期。

如果一个单片机选择了12MHZ晶振，它的时钟周期是1／12us，它的一个机器周期是12×(1／12)us，也就是1us。机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。若一个单片机选择了12MHZ的晶振（这个晶振可以是49S的插件晶振，也可以是贴片晶振），那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是单片机的定时原理。

 

微控制单元(Microcontroller Unit; MCU)，也叫做单片微型计算机(单片机)。单片机是一块芯片上集成了中央处理器CPU， 随机储存器RAM，程序储存器ROM，定时器，计数器，以及各种I/O口等微型计算机。具有高度集成性，小体积，低功耗等优点。

石英晶体在电路中用作时间或频率的基准源，堪称心脏，为整个系统提供心跳。MCU的中央处理器CPU的一切指令是建立在心跳上的，从而CPU产品必须有时钟源。单片机中的晶振提供时钟周期，以便执行代码。时钟信号频率越高，CPU的运行速度也就越快。

单片机访问一次储存器ROM的时间为一个机器周期，一个机器周期包括12个时钟周期。例如，12MHz晶振的时钟周期是1/12us, 机器的周期是12x(1/12)us=1us。机器周期用作指令执行，以及单片机定时器计数器的时间基准。12MHz的晶振可以选择MHz的晶体谐振器。