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时钟在数字电路中的主要作用是什么

时间:2019-01-07 20:11 来源:电工之家

时钟对数字电路而言非常重要,没有时钟数字电路就没法工作,其全称是时钟频率,一般由晶振来提供时钟频率。

数字电路为什么需要时钟频率
在数字电路中,所有数据、逻辑单元等状态的更新都是以时钟为基础的,时钟频率在数字电路中起着同步的作用。在实用数字芯片的时,如果翻阅其datasheet都会发现芯片的时序图,该时序图表明了数据应该在什么时候写入、读出以及状态发生变化。只有当同步信号到达时,相关的触发器才会按输入信号相应的改变输出状态,实现数字电路的功能。下图是74HC595的时序图,SH_CP就是时钟信号,其表明,在时钟信号的上升沿到达时状态才会发生变化。

时钟在数字电路中的主要作用是什么
时钟频率由谁来提供
一般情况下,时钟信号是由晶振来提供的,在设计单片机电路时,都会设计外部晶振电路,这里的晶振就为整个电路提供时钟频率。晶振电路的电路图如下所示:
时钟在数字电路中的主要作用是什么
单片机内部都有时钟频率相关的寄存器,可以实现时钟频率的倍频和分频,从而为不同的外设提供不同的时钟频率。如下图所示,就是各种各样的晶振。

在设计实时时钟电路或者开发实时时钟产品时,都会选用32.768KHz的晶振提供时钟频率,因为32.768KHz经过15分频后正好是1Hz,即1秒为周期。有的单片机带有内部时钟电路,在对时钟频率精度要求不是很高的情况下可以节省外部晶振,但是不管怎么样,数字电路离不开时钟频率信号。

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