单片机执行指令过程详解

单片机执行程序的过程，实际上就是执行我们所编制程序的过程。即逐条指令的过程。计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。即取指令-----分析指令-----执行指令。

取指令的任务是：根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令，送到指令寄存器。

分析指令阶段的任务是：将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码，分析其指令性质。如指令要求操作数，则寻找操作数地址。

计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程，直至遇到停机指令可循环等待指令。

一般计算机进行工作时，首先要通过外部设备把程序和数据通过输入接口电路和数据总线送入到存储器，然后逐条取出执行。但单片机中的程序一般事先我们都已通过写入器固化在片内或片外程序存储器中。因而一开机即可执行指令。

下面我们将举个实例来说明指令的执行过程：

开机时，程序计算器PC变为0000H。然后单片机在时序电路作用下自动进入执行程序过程。执行过程实际上就是取出指令（取出存储器中事先存放的指令阶段）和执行指令（分析和执行指令）的循环过程。

例如执行指令：MOV A，#0E0H，其机器码为“74H E0H”，该指令的功能是把操作数E0H送入累加器，0000H单元中已存放74H，0001H单元中已存放E0H。当单片机开始运行时，首先是进入取指阶段，其次序是：

1、程序计数器的内容（这时是0000H）送到地址寄存器;

2、程序计数器的内容自动加1（变为0001H）;

3、地址寄存器的内容（0000H）通过内部地址总线送到存储器，以存储器中地址译码电跟，使地址为0000H的单元被选中;

4、CPU使读控制线有效;

5、在读命令控制下被选中存储器单元的内容（此时应为74H）送到内部数据总线上，因为是取指阶段，所以该内容通过数据总线被送到指令寄存器。

至此，取指阶段完成，进入译码分析和执行指令阶段。

由于本次进入指令寄存器中的内容是74H（操作码），以译码器译码后单片机就会知道该指令是要将一个数送到A累加器，而该数是在这个代码的下一个存储单元。所以，执行该指令还必须把数据（E0H）从存储器中取出送到CPU，即还要在存储器中取第二个字节。其过程与取指阶段很相似，只是此时PC已为0001H。指令译码器结合时序部件，产生74H操作码的微操作系列，使数字E0H从0001H单元取出。

因为指令是要求把取得的数送到A累加器，所以取出的数字经内部数据总线进入A累加器，而不是进入指令寄存器。至此，一条指令的执行完毕。单片机中PC=0002H，PC在CPU每次向存储器取指或取数时自动加1，单片机又进入下一取指阶段。这一过程一直重复下去，直至收到暂停指令或循环等待指令暂停。CPU就是这样一条一条地执行指令，完成所有规定的功能。

对于一款mcu来说，在性能描述的时候都会告诉sram，flash的容量大小，对于初学者来说，也不会去考虑和理会这些东西，拿到东西就只用。其实不然，这些量都是十分重要的，仔细想想，代码为什么可以运行，代码量是多少，定义的int、short等等类型的变量究竟是怎么分配和存储的，这些问题都和内寸有关系。

首先单片机的内存可以大小分为ram和rom，这里就不再解释ram和rom的区别了，我们可以将其等效为flash和sram，其中根据flash和sram的定义可得，flash里面的数据掉电可保存，sram中的并不可以，但是sram的执行速度要快于flash，可以将单片机的程序分为code（代码存储区）、RO-data（只读数据存储区）、RW-data（读写数据存储区）和ZI-data（零初始化数据区）。在MDK编译器下可以观察到在代码中这4个量的值，如下图1所示：

其中code和RO-data存储在flash中，所以两者之和为单片机中flash需要分配给它们的空间大小（并且等于代码所生成的.bin文件大小），另外RW-data和ZI-data存储在sram中，同样两者之和为单片机中sram需要分配给它们的空间大小。

另外，我们必然会想到栈区（stack）、堆区（heap）、全局区（静态区）（staTIc）、文字常量区和程序代码区和上面所介绍的code、RO-data等的关系。

1、栈区（stack）：由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。这些值是可读写的，那么stack应该被包含在RW-data（读写数据存储区），也就是单片机的sram中。

2、堆区（heap）：一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。可以理解，这些也是被包含在单片机的sram中的。

3、全局区（静态区）（staTIc）：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域，程序结束后由系统释放。这些数据也是可读可写的，和stack、heap一样，被包含在sram中。

4、文字常量区：常量字符串就是放在这里的。这些数据是只读的，分配在RO-data（只读数据存储区），则被包含在flash中。

5、程序代码区：存放函数体的二进制代码，可以想象也是被包含在flash，因为对于MCU来说，当其重新上电，代码还会继续运行，并不会消失，所以存储在flash中。

我要问的不是如何制作烧写接口。而是，电脑在通过接口向单片机烧写时(此时单片机 内没有程序)，电脑是如何通过接口访问内部rom的??对应p口怎么就会指向单片机内部rom（就像单片机是一个rom?）

有三种方式：

1、把单片机当做一个ROM芯片，早期的单片机都是如此。将单片机放在通用编程上编程时，就像给28C256这样的ROM中写程序的过程一样。只是不同的单片机使用的端口，编程用的时序不一样。

2、像AT89S52或AVR单片机一样，在单片机上有SPI接口，这时用专用的下载线将程序烧写到单片机中。这时不同的是，单片机的CPU除了执行单片机本身的指令之外，还能执行对ROM进行操作的特殊指令，如ROM擦除、烧写和校验指令。在编程ROM时，下载线先通过传输这些指令给CPU执行(擦除ROM、读入数据、烧写ROM、和校验ROM)，这样完成对单片机的ROM的烧写。此外，现在普遍使用的JTAG仿真器也是这样，单片机的CPU能执行JTAG的特殊指令，完成对ROM的烧写操作。

3、引导程序，即单片机中已经存在了一个烧写程序。启动单片机时首先运行这程序，程序判断端口状态，如果符合“要烧写ROM”的状态存在，就从某个端口(串口、SPI等等)读取数据，然后写入到单片机的ROM中。如果没有“要烧写ROM”的状态，就转到用户的程序开始执行。像AVR单片机的bootloader方式、STC的串口下载方式，还有其他单片机的串口编程等等都是这样。

在工作中经过摸索实验，总结出单片机大致应用程序的架构有三种：

1. 简单的前后台顺序执行程序，这类写法是大多数人使用的方法，不需用思考程序的具体架构，直接通过执行顺序编写应用程序即可。

2. 时间片轮询法，此方法是介于顺序执行与操作系统之间的一种方法。

3. 操作系统，此法应该是应用程序编写的最高境界。

下面就分别谈谈这三种方法的利弊和适应范围等。

一、顺序执行法

这种方法，这应用程序比较简单，实时性，并行性要求不太高的情况下是不错的方法，程序设计简单，思路比较清晰。但是当应用程序比较复杂的时候，如果没有一个完整的流程图，恐怕别人很难看懂程序的运行状态，而且随着程序功能的增加，编写应用程序的工程师的大脑也开始混乱。即不利于升级维护，也不利于代码优化。本人写个几个比较复杂一点的应用程序，刚开始就是使用此法，最终虽然能够实现功能，但是自己的思维一直处于混乱状态。导致程序一直不能让自己满意。

这种方法大多数人都会采用，而且我们接受的教育也基本都是使用此法。对于我们这些基本没有学习过数据结构，程序架构的单片机工程师来说，无疑很难在应用程序的设计上有一个很大的提高，也导致了不同工程师编写的应用程序很难相互利于和学习。

本人建议，如果喜欢使用此法的网友，如果编写比较复杂的应用程序，一定要先理清头脑，设计好完整的流程图再编写程序，否则后果很严重。当然应该程序本身很简单，此法还是一个非常必须的选择。

下面就写一个顺序执行的程序模型，方便和下面两种方法对比：

代 码

/**************************************************************************************
* FunctionName   : main()
* Description    : 主函数
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
int main(void) 
{ 
    uint8 keyValue;
 
    InitSys();                  // 初始化
 
    while (1)
    {
        TaskDisplayClock();
        keyValue = TaskKeySan();
        switch (keyValue)
       {
            case x: TaskDispStatus(); break;
            ...
            default: break;
        }
    }
}

二、时间片轮询法

时间片轮询法，在很多书籍中有提到，而且有很多时候都是与操作系统一起出现，也就是说很多时候是操作系统中使用了这一方法。不过我们这里要说的这个时间片轮询法并不是挂在操作系统下，而是在前后台程序中使用此法。也是本贴要详细说明和介绍的方法。

对于时间片轮询法，虽然有不少书籍都有介绍，但大多说得并不系统，只是提提概念而已。下面本人将详细介绍这种模式，并参考别人的代码建立的一个时间片轮询架构程序的方法，我想将给初学者有一定的借鉴性。

在这里我们先介绍一下定时器的复用功能。

使用1个定时器，可以是任意的定时器，这里不做特殊说明，下面假设有3个任务，那么我们应该做如下工作：

1. 初始化定时器，这里假设定时器的定时中断为1ms(当然你可以改成10ms，这个和操作系统一样，中断过于频繁效率就低，中断太长，实时性差)。

2. 定义一个数值：

代 码

#define TASK_NUM   (3)                  //  这里定义的任务数为3，表示有三个任务会使用此定时器定时。
 
uint16 TaskCount[TASK_NUM] ;           //  这里为三个任务定义三个变量来存放定时值
uint8  TaskMark[TASK_NUM];             //  同样对应三个标志位，为0表示时间没到，为1表示定时时间到。

3. 在定时器中断服务函数中添加：

代 码

/**************************************************************************************
* FunctionName : TimerInterrupt()
* Description : 定时中断服务函数
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TimerInterrupt(void)
{
    uint8 i;

    for (i=0; i<TASKS_NUM; i++) 
    {
        if (TaskCount[i]) 
        {
              TaskCount[i]--; 
              if (TaskCount[i] == 0) 
              {
                    TaskMark[i] = 0x01; 
              }
        }
   }
}

代码解释：定时中断服务函数，在中断中逐个判断，如果定时值为0了，表示没有使用此定时器或此定时器已经完成定时，不着处理。否则定时器减一，知道为零时，相应标志位值1，表示此任务的定时值到了。

4. 在我们的应用程序中，在需要的应用定时的地方添加如下代码，下面就以任务1为例：

代 码

TaskCount[0] = 20;       // 延时20ms
TaskMark[0]  = 0x00;     // 启动此任务的定时器

到此我们只需要在任务中判断TaskMark[0] 是否为0x01即可。其他任务添加相同，至此一个定时器的复用问题就实现了。用需要的朋友可以试试，效果不错哦。

通过上面对1个定时器的复用我们可以看出，在等待一个定时的到来的同时我们可以循环判断标志位，同时也可以去执行其他函数。

循环判断标志位：

那么我们可以想想，如果循环判断标志位，是不是就和上面介绍的顺序执行程序是一样的呢？一个大循环，只是这个延时比普通的for循环精确一些，可以实现精确延时。

执行其他函数：

那么如果我们在一个函数延时的时候去执行其他函数，充分利用CPU时间，是不是和操作系统有些类似了呢？但是操作系统的任务管理和切换是非常复杂的。下面我们就将利用此方法架构一直新的应用程序。

时间片轮询法的架构：

1.设计一个结构体：

代 码

// 任务结构
typedef struct _TASK_COMPONENTS
{
    uint8 Run;                 // 程序运行标记：0-不运行，1运行
    uint8 Timer;              // 计时器
    uint8 ItvTime;              // 任务运行间隔时间
    void (*TaskHook)(void);    // 要运行的任务函数
} TASK_COMPONENTS;       // 任务定义

这个结构体的设计非常重要，一个用4个参数，注释说的非常详细，这里不在描述。

2. 任务运行标志出来，此函数就相当于中断服务函数，需要在定时器的中断服务函数中调用此函数，这里独立出来，并于移植和理解。

代 码

/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskRemarks()
* Description    : 任务标志处理
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskRemarks(void)
{
    uint8 i;
    for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)          // 逐个任务时间处理
    {
         if (TaskComps[i].Timer)          // 时间不为0
        {
            TaskComps[i].Timer--;         // 减去一个节拍
            if (TaskComps[i].Timer == 0)       // 时间减完了
            {
                 TaskComps[i].Timer = TaskComps[i].ItvTime;       // 恢复计时器值，从新下一次
                 TaskComps[i].Run = 1;           // 任务可以运行
            }
        }
   }
}

大家认真对比一下次函数，和上面定时复用的函数是不是一样的呢？

3. 任务处理：

代 码

/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskProcess()
* Description    : 任务处理
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskProcess(void)
{
    uint8 i;
    for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)           // 逐个任务时间处理
    {
         if (TaskComps[i].Run)           // 时间不为0
        {
             TaskComps[i].TaskHook();         // 运行任务
             TaskComps[i].Run = 0;          // 标志清0
        }
    }   
}

此函数就是判断什么时候该执行那一个任务了，实现任务的管理操作，应用者只需要在main()函数中调用此函数就可以了，并不需要去分别调用和处理任务函数。

到此，一个时间片轮询应用程序的架构就建好了，大家看看是不是非常简单呢？此架构只需要两个函数，一个结构体，为了应用方面下面将再建立一个枚举型变量。

下面就说说怎样应用吧，假设我们有三个任务：时钟显示，按键扫描，和工作状态显示。

1. 定义一个上面定义的那种结构体变量：

代 码

/**************************************************************************************
* Variable definition                            
**************************************************************************************/
static TASK_COMPONENTS TaskComps[] = 
{
    {0, 60, 60, TaskDisplayClock},            // 显示时钟
    {0, 20, 20, TaskKeySan},               // 按键扫描
    {0, 30, 30, TaskDispStatus},            // 显示工作状态
     // 这里添加你的任务。。。。
};

在定义变量时，我们已经初始化了值，这些值的初始化，非常重要，跟具体的执行时间优先级等都有关系，这个需要自己掌握。

①大概意思是，我们有三个任务，没1s执行以下时钟显示，因为我们的时钟最小单位是1s，所以在秒变化后才显示一次就够了。

②由于按键在按下时会参数抖动，而我们知道一般按键的抖动大概是20ms，那么我们在顺序执行的函数中一般是延伸20ms，而这里我们每20ms扫描一次，是非常不错的出来，即达到了消抖的目的，也不会漏掉按键输入。

③为了能够显示按键后的其他提示和工作界面，我们这里设计每30ms显示一次，如果你觉得反应慢了，你可以让这些值小一点。后面的名称是对应的函数名，你必须在应用程序中编写这函数名称和这三个一样的任务。

2. 任务列表：

代 码

// 任务清单
typedef enum _TASK_LIST
{
    TAST_DISP_CLOCK,            // 显示时钟
    TAST_KEY_SAN,             // 按键扫描
    TASK_DISP_WS,             // 工作状态显示
     // 这里添加你的任务。。。。
     TASKS_MAX                                           // 总的可供分配的定时任务数目
} TASK_LIST;

好好看看，我们这里定义这个任务清单的目的其实就是参数TASKS_MAX的值，其他值是没有具体的意义的，只是为了清晰的表面任务的关系而已。

3. 编写任务函数：

代 码

/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskDisplayClock()
* Description    : 显示任务
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskDisplayClock(void)
{
 
}
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskKeySan()
* Description    : 扫描任务
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskKeySan(void)
{

}
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskDispStatus()
* Description    : 工作状态显示
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskDispStatus(void)
{

}
// 这里添加其他任务。

现在你就可以根据自己的需要编写任务了。

4. 主函数：

代 码

/**************************************************************************************
* FunctionName   : main()
* Description    : 主函数
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
int main(void) 
{ 
    InitSys();                  // 初始化
    while (1)
    {
        TaskProcess();             // 任务处理
    }
}

到此我们的时间片轮询这个应用程序的架构就完成了，你只需要在我们提示的地方添加你自己的任务函数就可以了。是不是很简单啊，有没有点操作系统的感觉在里面？

不防试试把，看看任务之间是不是相互并不干扰？并行运行呢？当然重要的是，还需要，注意任务之间进行数据传递时，需要采用全局变量，除此之外还需要注意划分任务以及任务的执行时间，在编写任务时，尽量让任务尽快执行完成。。。。。。。。

三、操作系统

操作系统的本身是一个比较复杂的东西，任务的管理，执行本事并不需要我们去了解。但是光是移植都是一件非常困难的是，虽然有人说过“你如果使用过系统，将不会在去使用前后台程序”。但是真正能使用操作系统的人并不多，不仅是因为系统的使用本身很复杂，而且还需要购买许可证（ucos也不例外，如果商用的话）。

这里本人并不想过多的介绍操作系统本身，因为不是一两句话能过说明白的，下面列出UCOS下编写应该程序的模型。大家可以对比一下，这三种方式下的各自的优缺点。

代 码

/**************************************************************************************
* FunctionName   : main()
* Description    : 主函数
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
int main(void) 
{ 
    OSInit();                // 初始化uCOS-II
    OSTaskCreate((void (*) (void *)) TaskStart,        // 任务指针
                (void   *) 0,            // 参数
                (OS_STK *) &TaskStartStk[TASK_START_STK_SIZE - 1], // 堆栈指针
                (INT8U   ) TASK_START_PRIO);        // 任务优先级
    OSStart();                                       // 启动多任务环境
                                        
    return (0); 
}

代 码

/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskStart()          
* Description    : 任务创建，只创建任务，不完成其他工作
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskStart(void* p_arg)
{
    OS_CPU_SysTickInit();                                       // Initialize the SysTick.
#if (OS_TASK_STAT_EN > 0)
    OSStatInit();                                               // 这东西可以测量CPU使用量 
#endif
 OSTaskCreate((void (*) (void *)) TaskLed,     // 任务1
                (void   *) 0,               // 不带参数
                (OS_STK *) &TaskLedStk[TASK_LED_STK_SIZE - 1],  // 堆栈指针
                (INT8U   ) TASK_LED_PRIO);         // 优先级
 // Here the task of creating your
                
    while (1)
    {
        OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 100);
    }
}

不难看出，时间片轮询法优势还是比较大的，即由顺序执行法的优点，也有操作系统的优点。结构清晰，简单，非常容易理解。

延伸阅读：

你是单片机高手，还是菜鸟？看看程序框架就知道了

从大学参加电子设计大赛到现在，在单片机学习的道路上也有几年的摸索了，把自己的一些心得体会分享给大家。

初学单片机时，往往都会纠结于其各个模块功能的应用，如串口（232，485）对各种功能IC的控制,电机控制PWM，中断应用，定时器应用，人机界面应用，CAN总线等. 这是一个学习过程中必需的阶段，是基本功。很庆幸，在参加电子设计大赛赛前培训时，MCU周围的控制都训练的很扎实。经过这个阶段后，后来接触不同的MCU就会发现，都大同小异，各有各的优势而已，学任何一种新的MCU都很容易入手包括一些复杂的处理器。而且对MCU的编程控制会提升一个高度概况——就是对各种外围进行控制(如果是对复杂算法的运算就会用DSP了），而外围与MCU的通信方式一般也就几种时序：IIC,SPI,intel8080,M6800。这样看来MCU周围的编程就是一个很简单的东西了。

然而这只是嵌入式开发中的一点皮毛而已，在接触过多种MCU,接触过复杂设计要求，跑过操作系统等等后，我们在回到单片机的裸机开发时，就不知不觉的就会考虑到整个程序设计的架构问题；一个好的程序架构，是一个有经验的工程师和一个初学者的分水岭。

以下是我对单片机程序框架以及开发中一些常用部分的认识总结：

任何对时间要求苛刻的需求都是我们的敌人，在必要的时候我们只有增加硬件成本来消灭它；比如你要8个数码管来显示，我们在没有相关的硬件支持的时候必须用MCU以动态扫描的方式来使其工作良好；而动态扫描将或多或少的阻止了MCU处理其他的事情。在MCU负担很重的场合，我会选择选用一个类似max8279外围ic来解决这个困扰；

然而庆幸的是，有着许多不是对时间要求苛刻的事情：

例如键盘的扫描，人们敲击键盘的速率是有限的，我们无需实时扫描着键盘，甚至可以每隔几十ms才去扫描一下；然而这个几十ms的间隔，我们的MCU还可以完成许多的事情；

单片机虽然是裸机奔跑，但是往往现实的需要决定了我们必须跑出操作系统的姿态——多任务程序；

比如一个常用的情况有4个任务：
1、键盘扫描；
2、led数码管显示；
3、串口数据需要接受和处理;
4、串口需要发送数据；

如何来构架这个单片机的程序将是我们的重点；

读书时代的我会把键盘扫描用查询的方式放在主循环中，而串口接收数据用中断，在中断服务函数中组成相应的帧格式后置位相应的标志位，在主函数的循环中进行数据的处理，串口发送数据以及led的显示也放在主循环中；

这样整个程序就以标志变量的通信方式，相互配合的在主循环和后台中断中执行；

然而必须指出其不妥之处：

每个任务的时间片可能过长，这将导致程序的实时性能差。如果以这样的方式在多加几个任务，使得一个循环的时间过长，可能键盘扫描将很不灵敏。所以若要建立一个良好的通用编程模型，我们必须想办法，消去每个任务中费时间的部分以及把每个任务再次分解；下面来细谈每个任务的具体措施：

1、键盘扫描

键盘扫描是单片机的常用函数，以下指出常用的键盘扫描程序中，严重阻碍系统实时性能的地方；
众所周知，一个键按下之后的波形是这样的（假定低有效）：

在有键按下后，数据线上的信号出现一段时间的抖动，然后为低，然后当按键释放时，信号抖动一段时间后变高。当然，在数据线为低或者为高的过程中，都有可能出现一些很窄的干扰信号。

unsigned char kbscan(void)
{
unsigned char sccode,recode;
P2=0xf8; 
if ((P2&0xf8)!=0xf8) 
{
delay(100); //延时20ms去抖--------这里太费时了，很糟糕 
if((P2&0xf8)!=0xf8) 
{
sccode=0xfe; 
while((sccode&0x08)!=0) 
{
P2=sccode; 
if ((P2&0xf8)!=0xf8) 
break;
sccode=(sccode<<1)|0x01;
} 
recode=(P2&0xf8)|0x0f; 
return(sccode&recode); 
} 
}
return (KEY_NONE);
}

键盘扫描是需要软件去抖的，这没有争议，然而该函数中用软件延时来去抖（ms级别的延时），这是一个维持系统实时性能的一个大忌讳；

一般还有一个判断按键释放的代码：

While( kbscan() != KEY_NONE)
; //死循环等待

这样很糟糕，如果把键盘按下一直不放，这将导致整个系统其它的任务也不能执行，这将是个很严重的bug。

有人会这样进行处理：

While(kbsan() != KEY_NONE )
{
Delay(10);
If(Num++ > 10)
Break;
}

即在一定得时间内，如果键盘一直按下，将作为有效键处理。这样虽然不导致整个系统其它任务不能运行，但也很大程度上，削弱了系统的实时性能，因为他用了延时函数；

我们用两种有效的方法来解决此问题：

1、在按键功能比较简单的情况下，我们仍然用上面的kbscan()函数进行扫描，只是把其中去抖用的软件延时去了，把去抖以及判断按键的释放用一个函数来处理，它不用软件延时，而是用定时器的计时（用一般的计时也行）来完成；代码如下

void ClearKeyFlag(void)
{
KeyDebounceFlg = 0;
KeyReleaseFlg = 0;
}

void ScanKey(void)
{
++KeyDebounceCnt;//去抖计时（这个计时也可以放在后台定时器计时函数中处理）
KeyCode = kbscan();
if (KeyCode != KEY_NONE)
{
if (KeyDebounceFlg)//进入去抖状态的标志位
{
if (KeyDebounceCnt > DEBOUNCE_TIME)//大于了去抖规定的时间
{
if (KeyCode == KeyOldCode)//按键依然存在，则返回键值
{
KeyDebounceFlg = 0;
KeyReleaseFlg = 1;//释放标志
return; //Here exit with keycode
}
ClearKeyFlag(); //KeyCode != KeyOldCode，只是抖动而已
}
}else{
if (KeyReleaseFlg == 0)
{
KeyOldCode = KeyCode;
KeyDebounceFlg = 1;
KeyDebounceCnt = 0;
}else{
if (KeyCode != KeyOldCode)
ClearKeyFlag();
}
}
}else{
ClearKeyFlag();//没有按键则清零标志
}
KeyCode = KEY_NONE; 
}

在按键情况较复杂的情况，如有长按键，组合键，连键等一些复杂功能的按键时候，我们跟倾向于用状态机来实现键盘的扫描；

//avr 单片机 中4*3扫描状态机实现
char read_keyboard_FUN2() 
{ 
static char key_state = 0, key_value, key_line,key_time; 
char key_return = No_key,i; 
switch (key_state) 
{ 
case 0: //最初的状态，进行3*4的键盘扫描
key_line = 0b00001000; 
for (i=1; i<=4; i++) // 扫描键盘 
{ 
PORTD = ~key_line; // 输出行线电平 
PORTD = ~key_line; // 必须送2次！！！（注1） 
key_value = Key_mask & PIND; // 读列电平 
if (key_value == Key_mask) 
key_line <<= 1; // 没有按键，继续扫描 
else 
{ 
key_state++; // 有按键，停止扫描 
break; // 转消抖确认状态 
} 
} 
break; 
case 1: //此状态来判断按键是不是抖动引起的
if (key_value == (Key_mask & PIND)) // 再次读列电平， 
{
key_state++; // 转入等待按键释放状态 
key_time=0;
} 
else 
key_state--; // 两次列电平不同返回状态0，（消抖处理） 
break; 
case 2: // 等待按键释放状态 
PORTD = 0b00000111; // 行线全部输出低电平 
PORTD = 0b00000111; // 重复送一次 
if ( (Key_mask & PIND) == Key_mask) 
{
key_state=0; // 列线全部为高电平返回状态0 
key_return= (key_line | key_value);//获得了键值
}
else if(++key_time>=100)//如果长时间没有释放
{
key_time=0;
key_state=3;//进入连键状态
key_return= (key_line | key_value);
} 
break; 
case 3://对于连键，每隔50ms就得到一次键值，windows xp 系统就是这样做的
PORTD = 0b00000111; // 行线全部输出低电平 
PORTD = 0b00000111; // 重复送一次 
if ( (Key_mask & PIND) == Key_mask) 
key_state=0; // 列线全部为高电平返回状态0 
else if(++key_time>=5) //每隔50MS为一次连击的按键
{
key_time=0;
key_return= (key_line | key_value);
} 
break; 
}
return key_return; 
}

以上用了4个状态，一般的键盘扫描只用前面3个状态就可以了，后面一个状态是为增加“连键”功能设计的。连键——即如果按下某个键不放，则迅速的多次响应该键值，直到其释放。在主循环中每隔10ms让该键盘扫描函数执行一次即可；我们定其时限为10ms,当然要求并不严格。

2、数码管的显示

一般情况下我们用的八位一体的数码管，采用动态扫描的方法来完成显示；非常庆幸人眼在高于50hz以上的闪烁时发现不了的。所以我们在动态扫描数码管的间隔时间是充裕的。这里我们定其时限为4ms(250HZ) ，用定时器定时为2ms,在定时中断程序中进行扫描的显示，每次只显示其中的一位；当然时限也可以弄长一些，更推荐的方法是把显示函数放入主循环中，而定时中断中置位相应的标志位即可；

// Timer 0 比较匹配中断服务,4ms定时 
interrupt [TIM0_COMP] void timer0_comp_isr(void) 
{ 
display(); // 调用LED扫描显示 
……………………
}
void display(void) // 8位LED数码管动态扫描函数 
{ 
PORTC = 0xff; // 这里把段选都关闭是很必要的，否则数码管会产生拖影
PORTA = led_7[dis_buff[posit]]; 
PORTC = position[posit]; 
if (++posit >=8 ) 
posit = 0; 
}

3、串口接收数据帧

串口接收时用中断方式的，这无可厚非。但如果你试图在中断服务程序中完成一帧数据的接收就麻烦大了。永远记住，中断服务函数越短越好，否则影响这个程序的实时性能。一个数据帧一般包括若干个字节，我们需要判断一帧是否完成，校验是否正确。在这个过程中我们不能用软件延时，更不能用死循环等待等方式；

所以我们在串口接收中断函数中，只是把数据放置于一个缓冲队列中。
至于组成帧，以及检查帧的工作我们在主循环中解决，并且每次循环中我们只处理一个数据，每个字节数据的处理间隔的弹性比较大，因为我们已经缓存在了队列里面。

/*==========================================
功能：串口发送接收的时间事件
说明：放在大循环中每10ms一次
输出：none
输入：none
==========================================*/
void UARTimeEvent(void)
{
if (TxTimer != 0)//发送需要等待的时间递减
--TxTimer;
if (++RxTimer > RX_FRAME_RESET) //
RxCnt = 0; //如果接受超时（即不完整的帧或者接收一帧完成），把接收的不完整帧覆盖
}
/*==========================================
功能：串口接收中断
说明：接收一个数据，存入缓存
输出：none
输入：none
==========================================*/
interrupt [USART_RXC] void uart_rx_isr(void)
{
INT8U status,data;
status = UCSRA;
data = UDR;
if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0){
RxBuf[RxBufWrIdx] = data;
if (++RxBufWrIdx == RX_BUFFER_SIZE) //接收数据于缓冲中
RxBufWrIdx = 0； 
if (++RxBufCnt == RX_BUFFER_SIZE){
RxBufCnt = 0;
//RxBufferOvf=1;
}
}
}

/*==========================================
功能：串口接收数据帧
说明：当非0输出时，收到一帧数据
放在大循环中执行
输出：==0:没有数据帧
!=0:数据帧命令字
输入：none
==========================================*/
INT8U ChkRxFrame(void)
{
INT8U dat;
INT8U cnt;
INT8U sum;
INT8U ret;
ret = RX_NULL;
if (RxBufCnt != 0){
RxTimer = 0; //清接收计数时间，UARTimeEvent()中对于接收超时做了放弃整帧数据的处理
//Display();
cnt = RxCnt;
dat = RxBuf[RxBufRdIdx]; // Get Char
if (++RxBufRdIdx == RX_BUFFER_SIZE) 
RxBufRdIdx = 0;
Cli();
--RxBufCnt;
Sei();
FrameBuf[cnt++] = dat;
if (cnt >= FRAME_LEN)// 组成一帧
{
sum = 0;
for (cnt = 0;cnt < (FRAME_LEN - 1);cnt++)
sum+= FrameBuf[cnt];
if (sum == dat)
ret = FrameBuf[0];
cnt = 0;
}
RxCnt = cnt;
}
return ret;
}

以上的代码ChkRxFrame()可以放于串口接收数据处理函数RxProcess() 中，然后放入主循环中执行即可。以上用一个计时变量RxTimer，很微妙的解决了接收帧超时的放弃帧处理，它没有用任何等待，而且主循环中每次只是接收一个字节数据，时间很短。

我们开始架构整个系统的框架：

我们选用一个系统不常用的TIMER来产生系统所需的系统基准节拍，这里我们选用4ms；

在meg8中我们代码如下：

// Timer 0 overflow interrupt service routine
interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)
{
// Reinitialize Timer 0 value
TCNT0=0x83;
// Place your code here
if ((++Time1ms & 0x03) == 0)
TimeIntFlg = 1;
}

然后我们设计一个TimeEvent()函数，来调用一些在以指定的频率需要循环调用的函数，比如每个4ms我们就进行喂狗以及数码管动态扫描显示，每隔1s我们就调用led闪烁程序，每隔20ms我们进行键盘扫描程序；

void TimeEvent (void)
{
if (TimeIntFlg){
TimeIntFlg = 0;
ClearWatchDog();
display(); // 在4ms事件中，调用LED扫描显示，以及喂狗
if (++Time4ms > 5){
Time4ms = 0;
TimeEvent20ms()；//在20ms事件中，我们处理键盘扫描read_keyboard_FUN2() 

if (++Time100ms > 10){
Time100ms = 0;
TimeEvent1Hz();// 在1s事件中，我们使工作指示灯闪烁
} 
}
UARTimeEvent();//串口的数据接收事件，在4ms事件中处理
}
}

显然整个思路已经很清晰了，cpu需要处理的循环事件都可以根据其对于时间的要求很方便的加入该函数中。但是我们对这事件有要求：

执行速度快，简短，不能有太长的延时等待，其所有事件一次执行时间和必须小于系统的基准时间片4ms（根据需要可以加大系统基准节拍）。

所以我们的键盘扫描程序，数码管显示程序，串口接收程序都如我先前所示。如果逼不得已需要用到较长的延时（如模拟IIc时序中用到的延时）

我们设计了这样的延时函数：

void RunTime250Hz (INT8U delay)//此延时函数的单位为4ms(系统基准节拍)
{
while (delay){
if (TimeIntFlg){
--delay;
TimeEvent();
}
TxProcess();
RxProcess(); 
}
}

我们需要延时的时间=delay*系统记住节拍4ms,此函数就确保了在延时的同时，我们其它事件（键盘扫描，led显示等）也并没有被耽误；

好了这样我们的主函数main()将很简短：

Void main (voie)
{
Init_all();
while (1)
{ 
TimeEvent(); //对于循环事件的处理
RxProcess(); //串口对接收的数据处理
TxProcess();// 串口发送数据处理

}
}

整体看来我们的系统就成了将近一个万能的模版了，根据自己所选的cpu,选个定时器，在添加自己的事件函数即可，非常灵活方便实用，一般的单片机能胜任的场合，该模版都能搞定。

整个系统以全局标志作为主线，形散神不散；系统耗费比较小，只是牺牲了一个Timer而已，在资源缺乏的单片机中，非常适合；曾经看过一个网友的模版“单片机实用系统”，其以51为例子写的，整体思路和这个差不多，不过他写得更为规范紧凑，非常欣赏；但个人觉得代码开销量要大些，用惯了都一样哦。但是由于本系统以全局标志为驱动事件，所以比较感觉比较凌乱，全局最好都做好注释，而其要注意一些隐形的函数递归情况，千万不要递归的太深哦（有的单片机不支持）。

一、为什么51单片机爱用11.0592MHZ晶振?

其一：因为它能够准确地划分成时钟频率，与UART(通用异步接收器/发送器)量常见的波特率相关。特别是较高的波特率(19600，19200)，不管多么古怪的值，这些晶振都是准确，常被使用的。

其二：用11.0592晶振的原因是51单片机的定时器导致的。用51单片机的定时器做波特率发生器时，如果用11.0592Mhz的晶振，根据公式算下来需要定时器设置的值都是整数；如果用12Mhz晶振，则波特率都是有偏差的，比如9600，用定时器取0XFD，实际波特率10000，一般波特率偏差在4%左右都是可以的，所以也还能用STC90C516 晶振12M 波特率9600，倍数时误差率6.99%，不倍数时误差率8.51%，数据肯定会出错。这也就是串口通信时大家喜欢用11.0592MHz晶振的原因，在波特率倍速时，最高可达到57600，误差率0.00%。用12MHz，最高也就4800，而且有0.16%误差率，但在允许范围，所以没多大影响。

二、在设计51单片机系统PCB时，晶振为何被要求紧挨着单片机?

原因如下：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。

三、单片机电路晶振不起振原因分析

遇到单片机晶振不起振是常见现象，那么引起晶振不起振的原因有哪些呢?

① PCB板布线错误;
②单片机质量有问题;
③ 晶振质量有问题;
④负载电容或匹配电容与晶振不匹配或者电容质量有问题;
⑤PCB板受潮，导致阻抗失配而不能起振;
⑥ 晶振电路的走线过长;
⑦晶振两脚之间有走线;⑧外围电路的影响。

解决方案，建议按如下方法逐个排除故障：

① 排除电路错误的可能性，因此可以用相应型号单片机的推荐电路进行比较。
② 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，很容易鉴别是否为良品。
③ 排除晶振为停振品的可能性，因为不会只试了一二个晶振。
④试着改换晶体两端的电容，也许晶振就能起振了，电容的大小请参考晶振的使用说明。
⑤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。

四、51单片机时钟电路用12MHZ的晶振时那电容的值是怎样得出来的？拿内部时钟电路来说明吧！

其实这两个电容没人能够解释清楚到底怎么选值，因为22pF实在是太小了。这个要说只能说和内部的振荡电路自身特性有关系，搭配使用，用来校正波形，没有人去深究它到底为什么就是这么大的值。

五、单片机晶振电路中两个微调电容不对称会怎样？相差多少会使频率怎样变化？在检测无线鼠标的接受模块时，发现其频率总是慢慢变化(就是一直不松探头的手，发现频率慢慢变小)晶振是新的。

电容不对称也不会引起频率的漂移，说的频率漂移可能是因为晶振的电容的容量很不稳定引起的，可以换了试，换两电容不难，要不就是的晶振的稳定性太差了，或者测量的方法有问题。

六、单片机晶振与速度的疑问，执行一条指令的周期不是由晶振决定的吗。那么比如51单片机和MSP430，给51接高速晶振，430接低速的，是不是51跑的要快？是不是速度单片机速度仅仅与晶振有关，关键是单片机能不能支持那么大的晶振？

每个单片机的速度是受到内部逻辑门电平跳变速度限制的。两个芯片同时使用同样的晶振，比如12M的。因为AVR是RISC指令集，它在同样外部晶振频率下，比51要快。

比如，51最快能接40M，AVR是16M的晶振。

STC89C52大都用12MHz晶振，但由于其12个时钟周期才是一个机器周期，相当于其主频只有1MHz。

MSP430采用RISC精简指令集， 430单片机若采用内部DCO震荡可达21MHz主频。单个时钟周期就可以执行一条指令，相同晶振，速度较51快12倍。

对于一个51，给它用更高的晶振，速度会快些。但是对于高级的单片机就不一样了。高级单片机内部，一般都是有频率控制寄存器的，所以，简单的增加晶振，可能达到单片机的极限，导致跑飞。

七、请问：有什么方法可以确定某一款单片机在某一大小的晶振下是否能正常工作？

晶振选择太高不太合适，具体晶振上限是多少，恐怕测不出来，只能按照人家单片机的要求，一般STC系列单片机上限是35M或40M，stc单凭上写的有，如STC11F16XE 35I-LQFP44G其中35I就是晶振最高35M的工业级芯片。

超过上限会出现什么样的问题，没有测试过，一般晶振选择12M的比较多，如果选择STC 1T指令的，就相当于12*12=144M的晶振。如果用于串口通信，建议选用11.0592M的或22.184M，选择晶振最主要还是参照人家的说明书。

八、4个AT89C51单片机能否用一个12M的晶振使其都正常工作？一个采用内部时钟方式，其余三个用外部方式......那四个都用内部方式可以不(将4个单片机都并联在一个晶振上)？

可以，其中一个正常接晶振，他的XTAL2输出接到另外三个的XTAL1输入上。

九、单片机的运行速度和晶振大小的关系，若单片机的最高工作频率是40M，晶振是否可以选择24M或更高，但不超过40M，这样单片机的运行速度是否大增？长期在此工作频率下对单片机是否有不良影响？单片机对晶振的选择的原则是怎样的？

当然是有影响的，单片机的工作速度越快，功耗也越大，受干扰也会越厉害，总之最高能跑40M的，跑不超过40M的是没有问题的，只是对相关的技术(如PCB的设计元件的选取等)会高去很多。

十、89c51单片机的复位电路中常采用12MHZ的晶振，实际上市场上稍小于12MHZ，为什么呢？

答：需要串口通讯时一般是用11.0582MHZ的，这样波特率才好算。用12MHZ的工作周期就容易计算。

十一、单片机晶振上电不起振，但是手碰一下晶振就起振了，为什么？怎么判断单片机晶振是否起振呀？

看看晶振配的电容焊了没有，值有没有错误?

最简单是用示波器，另外可以看一下电源是否正常。

十二、怎样判断单片机外部晶振有没有起振?STC89C52单片机本来是好好的后来不行了，换了个晶振就好了。但是过了几个小时后又不行了，是怎么回事。还有就是怎样判断晶振是否起振？

①先换一块单片机试试，问题还在则排除单片机；
②可能是虚焊造成的，这点要注意；
③用STC89C52也碰到过类似的问题，换了块晶振就OK 了，好像STC起振不橡AT89S52那么顺。其实对于STC89C52可以直接看30脚(ALE)，接个灯，起振一下子就能看出来了。

十三、51单片机晶振上接的电容大小该如何选择？是晶振越大，电容值也要大一些吗，一般常用多大的。有人说常用的从15-33pf，具体如何选择效果最好？比如分别用一个6M和12M的晶振，用多大电容更合适？

15-33pf都可以，一般用的是15P和30P 晶振，大小影响不大。常用的4M和12M以及11.0592M和20M 24M都用的30P，单片机内部有相应的整形电路，不必担心。

十四、没有程序的空白单片机，外部晶振能起振么?

没有内部晶振的单片机，外部晶振可以起振，如传统类MS51系列单片机有内部晶振的单片机，外部晶振不会起振，需要对外部晶振进行配置后才会起振，如果不对外部晶振进行配置仍使用内部晶振，如silicon lab系列C8051F020单片机。

十五、为什么at89c52 P1.0输出2.5v电压，单片机好像未工作，晶振波形是不规则的正弦波可不可以？线路板没有达到预想效果，发光二极管一直亮，感觉还是单片机的问题，P1.0输出2.5v电压，看门狗用的X5045，怎么回事？

将看门狗拿掉，暂时做成最小系统，既只有电源、8952、晶振和两只30P左右的电容。

①将P1.0口置1，测试该口的电压是否在2.5V以上;
②将P1.0口置0，测试改口电压是否约为0V。

是的话就是OK的，否则就要看看电源电压、晶振、8952了。电源电压是5+、-0.25V，且纹波一定要小。

十六、制作max232下载单片机，工作电压都正常，要外加晶振嘛?

当然要加，如果没有外加晶振，那么单片机的时钟电路就没有了，导致单片机串口就不能进行数据传输了，最终这个下载器具就不能下载程序了。

十七、若89c52单片机使用外接晶振，应如何设置?

晶振的两个管脚各接一个20~30pf的电容后分别接入单片机的XTAL1和XTAL2，两个电容的另一端并接后接地即可，不再需要任何设置。

十八、晶振的原理，如何产生正弦信号的，详细一点，从电路方面分析？

晶体可以等效为一个电感，与里面的电容形成振荡回路，能量从电感慢慢到电容，再从电容慢慢到电感，周而复始形成振荡。正半周是电容的充放电过程，负半周是电感的充放电过程。

十九、现在要用52单片机做一个交通灯电路。要求是红灯，绿灯30s，黄灯3s。循环变化。那么外界晶振怎样选择？单指令周期多少比较合适?图中外接的两个电容的作用是什么？大小多少合适？

如果选择晶振的话，那两个电容值可以选择：30加减10PF左右的(频率在0~33MHZ之间)；

如果选择陶瓷晶振的话，电容值可以选择：40加减10PF左右的(频率在1.2~12MHZ)振荡器应尽量靠近电容。指令周期是可以算的，这个是有公式的。

二十、89c52单片机 晶振频率才12兆，太小了，怎样能改大晶振频率?

外接18.432或者24MHz的晶振。或者换4T的W77E58单片机，这样相当于把工作频率提高3倍。或者换1T的DS89C4XX单片机，这相当于把工作频率提高8倍。用1T的STC12C5A60S2单片机也有这样的效果。

二十一、单片机不能正常工作，晶振问题？如何去检查晶振正常还是不正常？另外看到说晶振跟两个小电容要离得很近，几乎都没剪引脚(就是买回来多长就多长)就插上去了，这个也有关系吗?

用万用表测量单片机连接晶振的两个引脚，正常起振的状态下电压大概比供电电压的1/2略低一些，如果其中一个或全部引脚为电源电压或零就表明没起振。那个引脚长些一般不会有什么影响，相比之下接地更关键些，两个谐振电容接地端到单片机的电源地要尽量近些。

二十二、22pf或30pf电容到底有什么作用？

刚学单片机的学长告诉我单片机的晶振电路中就是用22pf或30pf的电容就行，听人劝吃饱饭吧，照着焊电路一切ok，从没想过为什么，知其所以然而不知其为什么所以然，真是悲哀。后来，我才懂得反思，调整，我对自己持有怎么的学习态度和应该如何付诸于行动有了新的理解，这远比单纯的交给我一些知识要好很多。

让我们一起来看看到底晶振电路中为什么用22pf或30pf的电容而不用别的了。

其实单片机和其他一些IC的振荡电路的真名叫“三点式电容振荡电路”，如下图

Y1是晶体，相当于三点式里面的电感，C1和C2就是电容，5404非门和R1实现一个NPN的三极管，接下来分析一下这个电路。

5404必需要一个电阻，不然它处于饱和截止区，而不是放大区，R1相当于三极管的偏置作用，让5404处于放大区域，那么5404就是一个反相器，这个就实现了NPN三极管的作用，NPN三极管在共发射极接法时也是一个反相器。

大家知道一个正弦振荡电路要振荡的条件是，系统放大倍数大于1，这个容易实现，相位满足360度，与晶振振荡频率相同的很小的振荡就被放大了。接下来主要讲解这个相位问题：

5404因为是反相器，也就是说实现了180°移相，那么就需要C1，C2和Y1实现180°移相就可以，恰好，当C1，C2，Y1形成谐振时，能够实现180移相，这个大家可以解方程等，把Y1当作一个电感来做。也可以用电容电感的特性，比如电容电压落后电流90°，电感电压超前电流90°来分析，都是可以的。当C1增大时,C2端的振幅增强，当C2降低时，振幅也增强。有些时候C1，C2不焊也能起振，这个不是说没有C1，C2，而是因为芯片引脚的分布电容引起的，因为本来这个C1，C2就不需要很大，所以这一点很重要。接下来分析这两个电容对振荡稳定性的影响。

因为5404的电压反馈是靠C2的，假设C2过大，反馈电压过低，这个也是不稳定，假设C2过小，反馈电压过高，储存能量过少，容易受外界干扰，也会辐射影响外界。C1的作用对C2恰好相反。因为我们布板的时候，假设双面板，比较厚的，那么分布电容的影响不是很大，假设在高密度多层板时，就需要考虑分布电容。

有些用于工控的项目，建议不要用无源晶振的方法来起振，而是直接接有源晶振。也是主要由于无源晶振需要起振的原因，而工控项目要求稳定性要好，所以会直接用有源晶振。在有频率越高的频率的晶振，稳定度不高，所以在速度要求不高的情况下会使用频率较低的晶振。

二十三、单片机晶振电路中两个微调电容不对称会怎样?相差多少会使频率怎样变化?我在检测无线鼠标的接受模块时，发现其频率总是慢慢变化(就是一直不松探头的手，发现频率慢慢变小)晶振是新的。

答：电容不对称也不会引起频率的漂移，你说的频率漂移可能是因为晶振的电容的容量很不稳定引起的，你可以换了试，换两电容不难，要不就是你的晶振的稳定性太差了，或者你测量的方法有问题。

二十四、晶振为何被要求紧挨着IC，单片机晶振不起振?

答：原因如下：

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。

二十五、4个AT89C51单片机能否用一个12M的晶振使其都正常工作?一个采用内部时钟方式,其余三个用外部方式...那我四个都用内部方式可以不(将4个单片机都并联在一个晶振上)?

答：可以，其中一个正常接晶振，他的XTAL2输出接到另外三个的XTAL1输入上。

二十六、AT89C51单片机4兆的晶振能不能启动?

答：当然可以，看看datasheet吧，我估计1M的都可以，还有的单片机如2051可能还能低，台系日系有的可以到32.768kHz。

二十七、怎样判断单片机外部晶振有没有起振?我的STC89C52单片机本来是好好的后来不行了，我换了个晶振就好了。但是过了几个小时后又不行了，是怎么回事。还有就是怎样判断晶振是否起振?

答： 第一点：先换一块单片机试试，问题还在则排除单片机；

第二点：可能是虚焊造成的，这点要注意；

第三点：我用STC89C52也碰到过类似的问题，换了块晶振就OK了，好像STC起振不橡AT89S52那么顺。

其实对于STC89C52可以直接看30脚(ALE)，接个灯，起振一下子就能看出来了。

二十八、我用msp430的单片机，可是外部的两个晶振总是无法起振，没用。请问是什么原因?线路连接是对的，32768HZ没有接外接电容。8M的晶振接56PF的电容。

答：32.768K的晶振接两个30P的电容试试，还有8M的晶振的电容也换成30P的。

二十九、MSP430单片机8MHz的晶振，计数器TAR增加一次 需要多少时间?

答：MSP430单片机的晶振频率可以自己设置的，是使用外部晶振还是内部振荡器做始终源，还有MCLK,SMCLK,ACLK的选择，分不分频等都有影响 我现在有点忘了，不过你可以看看文档，计数器是使用mclk,smclk,ACLK的哪一个，在判断是否分频设置，一般在1Mhz TAR加一次是1us,那么8M是1/8us自己算吧。

三十、如果MSP430单片机不初始化晶振，那么单片机用什么作为时钟?DCO的频率大概是多少呢?

答：内部DCO，不同系列的DCO默认频率不同，要参看手册。4系列的好像是1M。

三十一、dspic30f6014单片机能够烧写程序，却不能运行。晶振没有起振(换过了也没用)，复位电压测量为5v，电源正常，(是成熟产品，只是偶尔会出现这种情况)

答：
01、重新检讨振荡电路所用零件(晶振与电容)及晶振附近的pcb布局
02、检查配置位是否正确
03、还可找 FAE 谘询

三十二、单片机测试晶振电压时会对工作状态有影响吗?

我的51单片机从P2口连了两个发光二极管，正常时是只有一个亮。我插上电源后，结果两个都亮了。于是我就测量晶振电压，但是我黑表笔接地，红表笔一碰晶振引脚时，两个发光二极管中，就有一个会熄灭，一放开就两个都亮。

每次刚插电源的时候，两个晶振引脚分别时1.9V，1.5v,但是稍微过了一会儿，两个引脚就分别成了5.4V和0.02V了。

答：会有一点影响，对频率会有影响，严重的会导致晶振停振。因为你万用表一加上去相当于在振荡电路上又并上或串上了分部电容电阻电感等，就影响到了原来电路的状态。

三十三、静态工作点对晶振振荡有什么影响?

答: 具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移(甚至可能损坏)。影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰(EMI)、机械震动与冲击。

三十四、我用的是外置4M晶振加两个30pf瓷片电容，用示波器测频率正常，但峰峰值有的板子是6V左右，有的是3V左右，板子功能正常但我怕电压低的不稳定。

答： 没关系的，峰峰值不同是电容和晶振的参数离散导致的。只要正常工作就可以，单片机里面都有放大处理的,它们都是放大展成方波来使用的。峰峰值多高都没用。

你那电压高的倒应该看看，pic一般工作电压是5V，怎么振荡器会进来这么高电压?

我一般都是在CPU晶振输入端串联一个电阻使用的。

三十五、pic单片机 AD采样程序 有源晶振应该如何选择?

如果使用片内振荡器，是不是必须要外接谐振器？我如果外接有源晶振，选用那种频率较好?我听说4MHz的并不理想。外接20MHz的可以吗?这个是怎样选择的啊。

答：用片内振荡器不需要外接谐振器。

如果你的单片机只做AD采集转换，那就不需要太高的频率，内部4Mhz振荡器即可。

但如果还要做其他对时序要求较严的工作比如说总线通信，那就要考虑使用外部振荡器，因为内部振荡器的误差太大(即使校准了还有1%的误差) ，而用多大的晶振要看工作要求，频率越高单片机功耗越大。但只做AD的话，4M够了。

三十六、大家好。我想问个pic单片机的问题：晶振频率不一样。编译器自己带的库延时函数延时一样吗?比如晶振20MHZ delayus(1)和5MHZ delayus(1)是同是1us吗?

答： 应该一样。因为频率不一样,编译时候你的设置不一样,编译时候自然计算需要的倍数,参数就不一样了。但可能因为频率除不尽的缘故，有一点点差异。

三十七、单片机外接24M的晶振，1ms的基准延时函数用C语言怎么写?

答：
定时器T0 工作方式1 晶振频率24MHz
定时器最大定时时间(us):32768
定时器最小定时时间(us):0.5
【1ms精确定时C51代码】

void T0_init(void) //定时器初始化
{
TMOD |= 0x01;
TH0 = 0xf8; //设置定时器计数初值，定时1000us
TL0 = 0x33;
IE |= 0x82; //打开总中断
TR0 = 1; //启动定时器
}
void T0_intservice(void) interrupt 1 //定时器中断服务
{
TH0 = 0xf8; //重装载定时器计数初值
TL0 = 0x33;
//这里可以插入其他处理程序,不会影响定时器工作
}

三十八、单片机24M晶振可以测量20MHZ的信号吗？

答 ：要看用什么单片机了。有些单片机执行一条指令需要两个机器周期以上的。那肯定测量不到20MHZ的信号。

三十九、用单片机的晶振电路产生信号和555计时器产生信号哪个更好?

答：一般来说，晶振的稳定性好于RC震荡器。

四十、11.0952的晶振和单片机哪些引脚连接能起作用?电源和18B20应该和单片机的哪些引脚相连呢？RT，要把单片机从实验板上引出来，应该怎么连接?1602LCD的液晶该怎么和单片机相连呢？每次从仿真上连出来都是只有背光和黑点，但是不显示已经烧录的程序。

答：晶振接单片机x1(或者叫XTAL1)和x2(或者叫XTAL2)引脚。

电源接单片机的VCC和GND。

18b20电源脚接电源上，中间的数据线可以单片机的任意io口。具体控制是靠程序完成的。

1602的数据线接单片机io(比如51单片机的P1口)，其它的控制线rw，reset，cs等可以接单片机的任意io口。

烧录了程序不能运行，而程序是正确的话，你得看程序怎么定义这些引脚，根据程序定义连接单片机的位置。

四十一、89c52单片机如果不接晶振会有什么后果?

答：单片机不工作了 程序无法烧入等等。

四十二、单片机工作频率的问题，晶振到底怎么选择?

答：
1、最基本的单片机，其机器工作频率为：晶振频率÷12
2、有的单片机(高级一些的)机器工作频率为：晶振频率÷2(或者6等等)
3、以汇编语言为例，单片机执行一条指令需要的时间为1~2个机器周期(机器周期 = 1÷机器工作频率)

4、举例：

一普通单片机晶振12MHz，其机器工作频率为 12MHz÷12 = 1MHz

其机器周期 = 1÷1MHz = 0.000001秒(也就是10的负6次方)

“MOV”指令需要一个机器周期来完成，也就是说执行这条指令需要耗费10的负6次方秒，这么长的时间。

四十三、我给51单片机12M晶振接2200pF电容会怎么样？电路图里貌似是22pF的，但是我没有22pF的...接2200pF会不会不正常工作？

答：不可以，晶体会不工作的。15-33p是合理范围。你可以试试看，对单片机不会有损坏。