什么是晶振、晶体，有什么优缺点及区别？为什么单机片离不开晶振

晶振

一般也叫有源晶振或晶体谐振器，全称是石英晶体振荡器；是一种高精度和高稳定度的振荡器（一种机电器件），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。通过一定的外接电路，可以生成频率和峰值稳定的正弦波。

单片机在运行的时候，需要一个脉冲信号，做为自己执行指令的触发信号，可以简单的想象为：单片机收到一个脉冲，就执行一次或多次指令。

01 石英晶振

1、 易碎：因为精准度的需要，石英晶片需要打磨的非常薄。在运输过程中易碎。

2、 品质不一致：过高的温度(如：焊接)会容易导致点胶的松动，造成坏品。

3、 漏气：因石英晶振的精度与镀银有很直接的关系，金属壳的密封不好，容易被氧化掉，导致出现比较大的频率偏差。

石英晶振的DPPM在200-300之间

02 MEMS硅晶振

MEMS硅晶振采用的是标准的半导体工艺制程，Die与封装都是全自动化流程。从本质上解决了石英晶振的所有风险：

1、 高抗震性：50000G抗震性，石头上摔、用力踩、钳子夹是都不会有问题的。

2、 高品质一致性：DPPM为0.15，也就是说一百万片里面有0.15片的缺陷率。

3、 高精度：普通芯片里面都带有温度补偿电路，全温精度保证。

Sitime MEMS 硅晶振可100%兼容石英晶振，无需任何电路更改，可直接替代。

晶体

晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器 ，只有两个引脚，没有电源电压，需要串接电容才可起振；可以适用于多种电压，不同电压要求的CPU。价格比较低，在民用产品当中为了降低成品大部分使用的都是无源晶振。

缺点

信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路也需要做相应的调整。一般建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。

晶振与晶体的区别

• 晶振是有源晶振的简称，又叫振荡器。晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器。
• 无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件，需要借助时钟电路才能产生振荡信号。常见的有49U、49S封装。
• 有源晶振(晶振)一般是表贴四个脚的封装，内部有时钟电路，只需供电便可产生振荡信号。一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式。

单机片与晶振的关系

01 原理

单片机工作时，是一条一条地从RoM中取指令，然后一步一步地执行。单片机访问一次CUC储存器的时间，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，也是一个晶振周期。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。例如一个单片机选择了12MHZ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。

02 作用

单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用，以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。

在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器(VCO)。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。

简单地说，没有晶振，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。