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单片机的晶振不工作,如何检查原因?

更新时间: 2025-04-18
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晶体振荡器(简称“晶振”)是单片机系统中提供时钟信号的核心元件,一旦晶振不工作,整个系统将无法正常启动。因此,快速有效地判断和排查晶振不工作的原因,对于维护和调试单片机系统很重要。下面列出可能导致晶振不工作的主要原因及相应的检查方法:

如何检查单片机晶振不工作的原因

一、单片机本身损坏

现象:
①晶振不起振,且无明显电气响应。
②电源正常,外围元件完好,但单片机始终不工作。

检查方法:
①更换一块相同型号的单片机进行对比测试。
②用示波器检测 XTAL1、XTAL2 引脚,查看是否有振荡波形(正常时应为稳定的正弦或方波)。

二、晶振元件损坏或焊接不良

常见原因:
①焊接过程中未断电操作,造成晶振击穿;
②晶振封装应力过大或受潮;
③引脚未焊牢、虚焊或短路。

检查方法:
①更换同频率的晶振进行测试;
②检查焊点是否虚焊、脱焊,或有锡桥短路;
③使用频率计或示波器直接测量晶振输出。

建议:更换晶振时应断电操作,避免焊接热冲击损坏晶体。

三、振荡电容异常

可能情况:振荡电容的容量不对、开路或短路。

功能说明:
振荡电容用于构建单片机内部振荡回路,其容量直接影响晶振是否能够起振。

故障表现:
容量偏差大或开路、短路都可能导致起振失败或振荡频率不稳定。

检查方法:
①临时并联法:在电路中怀疑有问题的电容上临时并联一个适当容量的新电容(如22pF),观察系统是否恢复工作;
②万用表电阻挡:断电后,用万用表检查电容两端是否短路(正常应逐渐充电);
③测量电容值:使用LCR表或数字电容表确认其容量是否与电路设计一致。

需要注意的是,常见匹配电容值为20pF~33pF,视晶振规格而定。

四、电源电压异常

故障表现:
①电压过高或过低均可能导致振荡电路不能正常工作;
②部分低功耗单片机对供电电压极其敏感。

检查方法:
①使用万用表或示波器测量 VCC 与 GND 之间的电压,确认是否在单片机允许的工作范围;
②检查电源是否稳定,有无纹波;
③确认电源滤波电容是否失效(可用示波器查看是否有明显电源抖动)。

五、复位信号(RESET)不正确

单片机复位期间晶振不会起振,只有在复位信号正确释放后晶振才开始工作。

检查方法:
①使用万用表测量 RESET 引脚的电压:正常为高电平(>2V),低电平或反复抖动说明复位电路异常;
②检查复位电容、电阻是否参数错误或损坏;
③若使用外部复位芯片,如 MAX811、TPS382x 系列,也要确认芯片是否正常输出复位信号。

六、其他可能原因

1. 外设引脚干扰:
某些与 XTAL 引脚共用的多功能引脚在配置错误的情况下,会干扰振荡启动。

2. PCB布线问题:
①晶振走线过长、过近于干扰源(如开关电源、继电器);
②没有做晶振信号回路的地平面隔离,导致噪声干扰振荡信号。

3. 锁相环(PLL)或内部振荡器配置错误:
在使用软件配置内部时钟模块时(如 STM32 系列),如果相关寄存器设置错误,也可能导致外部晶振不起振。

七、推荐的检查流程

①确认供电是否正常(电压、电流稳定性);
②确认复位电路是否释放(RESET脚电平);
③检查晶振和两侧电容参数与焊接质量;
④使用示波器观察晶振引脚是否有振荡波形;
⑤更换晶振或单片机试验是否恢复正常;
⑥检查PCB布线是否合理,是否有强干扰源靠近晶振区域;
⑦检查是否存在IO口误配置或内部系统时钟设置错误(如软件代码中禁用了外部晶振)。

以上就是金沙js5线路单片机开发工程师分享的如何检查单片机晶振不工作的原因。金沙js5线路专注单片机应用方案设计与开发,提供8位单片机、32位单片机。

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