凯越翔，带你一起走进时钟信号

时钟跟信号都是我平时常见的词，但时钟信号似乎并不多见，其实时钟信号也是与我们朝夕相处的。那么究竟什么是时钟信号，它有什么作用，它的功能真的如“时钟”与“信号”的结合体吗？凯越翔带你一起走进时钟信号。

??1、什么是时钟信号？

时钟信号是计算机科学以及相关领域用语，时钟信号通常被用于同步电路当中，扮演计时器的角色，保证相关的电子组件得以同步运作。

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??2、工作原理

时钟边沿触发信号意味着所有的状态变化都发生在时钟边沿到来时刻。在边沿触发机制中，只有上升沿或下降沿才是有效信号，才能控制逻辑单元状态量的改变。至于到底是上升沿还是下降沿作为有效触发信号，则取决于逻辑设计的技术。同步是时钟控制系统中的主要制约条件。同步是指在有效信号沿发生时刻，希望写入单元的数据也有效。数据有效则是指数据量比较稳定（不发生改变），并且只有当输入发生变化时数值才会发生变化。由于组合电路无法实现反馈，所以只要输入量不发生变化，输出最后最终会是一个稳定有效的量。

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??3、时钟生成方式

时钟发生器是用一个可以提供方波输出的振荡器来生成时钟的。振荡器电路始终使用反馈的方式来使振荡器振荡。通过反馈相应的参数，使得振荡器工作在一个特定频率。我们有很多不同的方法可以用来制作振荡器。下面图（左）你看到是两个著名的方式。首先是用简单的逆变器加反馈元件，通常是晶体。晶体是一种精密的电器件，它只允许及其特定的频率通过。它通常看起来像下面图三中的样子，也可以是任何大小和形状

当我们在压电晶体上施加电压时，因为它只允许同自身共振频率相同的信号通过，所以它可以产生非常精确的频率，频率的大小取决于晶体的大小和特性。这就是为什么它用来过滤任何其他频率和修复频率信号。

在上面所示的电路中，首先假设的逆变器输入电压变低，因此输出变为高电平。在这个很快速的越变过程中，通常包含许多不同频率的谐波，但只有一个与晶体的频率相同通过。同理，逆变器输入电压变高，则输出变低。这种现象的持续发生，导致晶体振荡器能够产生一个固定的频率方波信号。??

??4、应用

我们可以使用时钟来同步 CPU 的不同进程。 CPU 中的电路可分为时序电路或组合逻辑电路。其中，时序逻辑设备上需要使用时钟。基本上，时序逻辑设备只能通过上升沿或下降沿来改变周期输出。

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??看来时钟信号并不是表面是理解的“时钟”加“信号”。它是电路中提供给同步内存做讯号同步之用，同步记忆体的存取动作必需与时钟信号同步。??

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