发布时间:2021-01-19
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在51单片机开发中,11.0592MHz几乎可以说是最经典的晶振频率。虽然12MHz也是非常常见的选择,但只要涉及UART串口通信,大多数工程师都会优先选择11.0592MHz。为什么11.0592MHz如此受欢迎?它与12MHz相比有什么优势?本文将介绍11.0592MHz晶振的应用原理及选型建议。
标准8051单片机通常支持约1.2MHz~12MHz的外部晶振,其中最常见的就是12MHz和11.0592MHz。
对于传统8051而言,一个机器周期等于12个时钟周期,因此:
- 12MHz晶振对应1μs机器周期;
- 11.0592MHz晶振对应约1.085μs机器周期。
从CPU运行速度来看,两者差异并不大,因此运行普通程序几乎没有明显区别。
UART串口要求发送端和接收端使用一致的波特率。如果波特率误差过大,通信就可能出现乱码甚至无法通信。11.0592MHz可以被精确分频得到各种标准串口波特率,例如:
115200bps
57600bps
38400bps
19200bps
9600bps
4800bps
2400bps
1200bps
例如:11.0592MHz = 1152 × 9600
由于分频结果为整数,因此8051定时器能够非常准确地产生标准波特率,通信误差几乎可以忽略。而12MHz虽然运算方便,却无法整数分频得到大多数标准波特率,因此通信时会产生一定误差。这也是许多经典51开发板都采用11.0592MHz晶振的重要原因。
虽然11.0592MHz更适合串口通信,但12MHz仍然具有广泛应用。比如:对UART要求不高、更关注程序执行速度和定时计算方便、使用USB、SPI、CAN等其他通信接口、MCU内部具有波特率自动校准功能的应用。对于现代MCU而言,由于串口分频器更加灵活,11.0592MHz已经不像传统8051时代那样不可替代,但在经典51单片机设计中,它仍然是最常见的频率之一。
11.0592MHz既可以采用无源石英晶体,也可以采用有源晶体振荡器。无源晶体适用于MCU内部振荡电路,具有成本低、功耗低等特点,可提供HC-49系列直插封装以及1.6×1.2mm至7.0×5.0mm等多种SMD封装,常见负载电容包括18pF、20pF和30pF等。如果系统需要更好的驱动能力、更高的频率稳定性或直接输出时钟信号,则可以选择有源晶体振荡器(XO)。常见封装包括2.0×1.6mm、2.5×2.0mm、3.2×2.5mm、5.0×3.2mm及7.0×5.0mm等,支持1.8V、2.5V、3.3V和5V等多种工作电压。
如果使用传统8051或兼容单片机,并且需要UART串口通信,建议优先选择11.0592MHz并联谐振晶体,同时按照MCU推荐的负载电容(CL)进行匹配,以获得更准确的时钟频率。如果系统采用独立时钟输入、长距离驱动或对时钟质量要求较高,则可以直接选择11.0592MHz有源晶体振荡器,无需额外设计振荡电路。
KOAN晶振提供丰富的11.0592MHz频率产品,包括石英晶体谐振器和时钟晶体振荡器,可覆盖DIP和SMD多种封装形式,支持多种负载电容、工作电压及频率稳定度规格,广泛应用于51单片机、工业控制、串口通信设备、嵌入式系统及各类电子产品的时钟设计。