一、晶振是什么？有什么作用？

晶振（Crystal Oscillator）是一种基于晶体材料的振荡器，用于提供稳定的振荡信号。晶体是一种可通过机械振动在电场作用下产生相应电压的物质。晶振由晶体与电路共同组成，晶体负责提供机械振动，而电路则将振动转换成电压信号。

晶振采用了石英晶体作为振荡元件，石英晶体具有稳定的机械特性和高频率稳定性，因此被广泛应用于各种电子设备中，包括单片机、计算机、通信设备等。

在单片机中，晶振通常被用于提供时钟信号，比如给一些外设：定时器、SPI、IIC、USART等等。
单片机需要时钟信号来驱动其内部的逻辑电路，确保它们以正确的时序运行。

所以，由于单片机有精准时钟信号的需求，晶振就是为了解决这个痛点。虽然晶振在单片机中应用很多，但它并不是单片机中的必需元件。单片机可以使用其他类型的时钟源，例如RC振荡器或者外部时钟信号，来替代晶振。但是，晶振的优点是频率稳定度高、精度高、温度漂移小等等。
而这些是RC振荡器做不到的，因此，晶振被广泛应用于单片机中。

二、为什么晶振不被集成到单片机内呢？

1.稳定性

晶振需要在特定频率下运行，任何微小的波动都可能导致频率偏差。集成到单片机内部的晶振不够稳定，可能会受到周围环境的影响，导致频率偏差。

2.成本

芯片和晶振的材料是不同的，芯片 (集成电路) 的材料是硅，而晶体则是石英 (二氧化硅)，没法做在一起，但是可以封装在一起，目前已经可以实现了，但是成本就比较高了。

3.灵活性

晶振一旦封装进芯片内部, 频率也固定死了，想再更换频率的话，基本也是不可能的了，而放在外面, 就可以自由的更换晶振来给芯片提供不同的频率。有人说，芯片内部有 PLL，管它晶振频率是多少，用 PLL 倍频/分频不就可以了，那么这有回到成本的问题上来了，100M 的晶振集成到芯片里, 但我用不了那么高的频率，我只想用 10M 的频率, 那我为何要去买你集成了 100M 晶振的芯片呢, 又贵又浪费。

4.电磁兼容性

将晶振集成到单片机内也可能会对芯片的性能产生负面影响。晶振产生的噪声和干扰可能会影响单片机的性能，导致设备的运行不稳定，比如导致电磁兼容性等问题，，由于晶振震荡产生的电磁辐射可能会对其他电路产生干扰。将晶振和单片机分开设计，可以让晶振和单片机分别进行优化，从而达到更好的性能和稳定性。

5.功耗

将晶振集成到单片机内可能会增加芯片的功耗。晶振需要消耗能量来驱动机械振动，这会导致单片机消耗更多的电能。对于一些功耗要求较低的单片机来说，集成晶振明显不符合设计要求。

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