什么是时钟信号

时钟信号是指有固定周期并与运行无关的信号量，时钟信号是时序逻辑的基础，它用于决定逻辑单元中的状态何时更新，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，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，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。

时钟电路的工作原理是单片机外部接上振荡器（也可以是内部振荡器）提供高频脉冲经过分频处理后，成为单片机内部时钟信号，作为片内各部件协调工作的控制信号。作用是来配合外部晶体实现振荡的电路，这样可以为单片机提供运行时钟。

以MCS一5l单片机为例随明：MCS一51单片机为l2个时钟周期执行一条指令。也就是说单片机运行一条指令，必须要用r2个时钟周期。没有这个时钟，单片机就跑不起来了，也没有办法定时和进行和时间有关的 *** 作。

时钟电路是微型计算机的心脏，它控制着计算机的二个节奏。CPU就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。

MCS一51的时钟信号可以由两种方式产生：一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路，产生时钟信号：另一种为外部方式，时钟信号由外部引入。

如果没有时钟电路来产生时钟驱动单片机，单片机是无法工作的。

扩展资料

在内部方式时钟电路中，必须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的频率取值在12MHz～12MHz之间。

对于外接时钟电路，要求XTAL1接地，XTAL2脚接外部时钟，对于外部时钟信号并无特殊要求，只要保证一定的脉冲宽度，时钟频率低于12MHz即可。

晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端送入内部时钟电路，它将该振荡信号二分频，产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。

时钟信号的周期称为状态时间S，它是振荡周期的2倍，P1信号在每个状态的前半周期有效，在每个状态的后半周期P2信号有效。CPU就是以两相时钟P1和P2为基本节拍协调单片机各部分有效工作的。

参考资料来源：百度百科-时钟电路

总线时钟是挂在总线上的器件之间进行通信所参照的时序，与总线位数无关，总线上的每一位在通信时都要以此时钟为参考。以8086为例，总线接口部件通过总线访问存储器，访问一次需要4个时钟周期，这4个时钟周期成为1个总线周期。
总线上只有在通信时才会出现时钟。

所谓硬时钟,即采用实时时钟芯片。它不需要单片机的干预就能产生时、分、秒；年、月、日等日历数据，自动修正润年。而另一类由单片机利用内部或外部定时中断，通过程序计算出实时时间，被称为软时钟。
软时钟：为了提供时间标志，早期的计算机在内存中开辟了几个单元，分别作年、月、日、时、分、秒计数器，并设置了一个定时信号发生器，大约 55ms输出一个脉冲，作为中断请求，在中断服务程序中，修改这些时间、日期计数器。这种主要通过软件提供的时间标志称为软时钟。
计算机是软时钟和硬时钟交替运行的
Discovery---计算机内部时钟的同步校准方法 zt
一、 概述
随着计算机和互联网应用的普及，用户可以通过网络查询预定火车和民航机票、实现异地取款、网上购物、股票交易。在进行数据交换、日戳文件传送、电子商务、网络安全防范过程中，离不开时间的计量。计算机系统和计算机网络的时钟应尽量做到分秒不差。否则便会由于时间不准确引发许多问题。而对于高精度时间用户如精密时间控制、军事指挥、卫星测控、火箭发射等，其计算机控制设备的时钟不确定度不但要达到毫秒、微秒、纳秒级,而且，稳定度还要达到 甚至更高。下面介绍计算机时钟是如何获得时间和进行时间保持的？
二、 计算机内部时钟的运行机制
自IBM公司推出个人计算机以来，所有计算机和其兼容机，不论是286、386、486还是奔腾机，都需手工设置时间和日期。并且都采用同一方法进行时钟的保持。它们每台计算机都并存着软时钟和硬时钟两个时钟。软时钟在计算机打开到关闭这一段时间运行；而在计算机关闭后，则由硬时钟依靠电池继续运行。
软时钟通常由8254时间计数器或相同功能的芯片构成（早期计算机和IBM-XT型均由8253时间计数器构成），每54936毫秒（或1/182秒）产生一次中断。在计算机的BIOS（Basic Input Output System基本输入输出系统）里含有软件程序库对中断请求进行计数，并进而形成时、分、秒和年、月、日。同时允许外部程序读取和进行时钟设置。
硬时钟由MC146818 RTC(Real Time Clock Chip—实时时钟芯片)构成，当计算机电源打开时，软时钟再次运行并根据硬时钟进行设置和同步，此项 *** 作在1秒内完成。这之后随计算机的运行情况而以不同的速率超前或滞后。硬时钟所依靠的石英晶振（典型值32769kHz），由于会受到校准误差、环境温度、老化因素的影响，其频率不确定度> = 。
三、 硬时钟的测试
作者曾对自己使用的计算机硬时钟，进行了为期1周的不确定度测试。测试结果分别在图1、图2中给出。两种软件测试结果非常相符：设计算机时钟的时刻值为b，授时中心服务器的时刻值为a，则计算机内部时钟的不确定度为
= = =
图1、利用CSAOtime同步校准软件测试硬时钟
图2、利用BeijingTime同步校准软件测试硬时钟
由于计算机是软时钟和硬时钟交替运行的。在软时钟运行过程中，会由于用户运行——系统应用程序、反病毒程序和屏幕保护程序等，频繁访问日志文件，而引入较大误差（每次访问日志文件均会带来54936毫秒的误差），累计后计算机的时钟会远远大于硬时钟的不确定度。 计算机时钟的综合运行情况，通常每天会在1—15秒起伏，典型值10秒/天，平均来说5、6秒/天。看来有的计算机的时钟的综合性能还不如手表 。

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