晶振需搭配电容原因以及电容值

晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给他通电，他就会产生机械振荡，反之，如果给他机械力，他又会产生电，这种特性叫机电效应。

32.768K是最常用的频率，32.768khz比较容易分频以便于产生1秒的时钟频率。为什么单片机的外部晶振有多种选择，而时钟晶振都是32.768K呢？时钟频率是一个很重要的概念，系统如果采用外部晶振，以外部晶振为基础，有倍频或者分频两种方式可以帮助我们获得其他的时钟频率。时钟系统中，秒是一个重要的时间单位，1秒正是1Hz，如果要提高时间精度，那这个1Hz必须要准确。我们知道，在数字世界里，只有0和1两种可能，下面看一个计算：2^15 = 32768 = 32.768K，2的15次方正好等于32768，反过来讲，如果要把32.768K的时钟频率经过15次分频的话，得到的频率正好是1Hz。所以，时钟晶振常用32.768K的晶振。

为了要满足谐振的条件，晶振需要加电容使用。具体讲就是：晶体元件的负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。是指晶振要正常震荡所需要的电容。一般外接电容，是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。不是所有晶体振荡电路都需要匹配电容。是否需要由振荡电路的形式决定，分析时需采用晶体的等效模型。接地方面：晶体旁边的两个电容接地，实际上就是电容三点式电路的分压电容，接地点就是分压点。以接地点即分压点为参考点，振荡引脚的输入和输出是反相的，但从并联谐振回路即石英晶体两端来看， 形成一个正反馈以保证电路持续振荡。换句话说，晶振的标称值在测试时有一个“负载电容”的条件，在工作时满足这个条件，振荡频率才与标称值一致，也就是说，只有连接合适的电容才能满足晶振的起振要求，晶振才能正常工作。

晶振需要配多大电容，这要根据晶振的规格和电路中的因素来确定，同是16MHZ的晶体谐振器，其负载电容值有可能不一样，如10PF，20PF负载电容值是在其生产加工过程中确定的，无法进行改变。购买晶振时需确认。晶振在电路中使用时，应满足CL=C+CS。CL为规格书中晶振的负载电容值，C为电路中外接的电容值（一般由两颗电容通过串并联关系得到），CS为电路的分布电容，这和电路的设计，元器件分布等因素有关，值不确定，一般为3到5PF。所以根据以上公式就可以大概推算出应该使用的电容值，而且这一电容值可以使晶振工作在其标称频率附近。比如430的单片机，8M晶振，配的是12pF的电容，其实容量的大小没必要多准确，几皮法到十几皮法都可以的。

通用晶体振荡器，用于各种电路中，产生振荡频率。时钟脉冲用石英晶体谐振器，与其它元件配合产生标准脉冲信号，广泛用于数字电路中。微处理器用石英晶体谐振器。钟表用石英晶体振荡器。