什么是時(shí)鐘

　　從 CPU 的時(shí)鐘說起。

　　計(jì)算機(jī)是一個(gè)十分復(fù)雜的電子設(shè)備。它由各種集成電路和電子器件組成，每一塊集成電路中都集成了數(shù)以萬計(jì)的晶體管和其他電子元件。這樣一個(gè)十分龐大的系統(tǒng)，要使它能夠正常地工作，就必須有一個(gè)指揮，對(duì)各部分的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)。各個(gè)元件的動(dòng)作就是在這個(gè)指揮下按不同的先后順序完成自己的操作的，這個(gè)先后順序我們稱為時(shí)序。時(shí)序是計(jì)算機(jī)中一個(gè)非常重要的概念，如果時(shí)序出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)使系統(tǒng)發(fā)生故障，甚至造成死機(jī)。那么是誰來產(chǎn)生和控制這個(gè)操作時(shí)序呢？這就是“時(shí)鐘”。“時(shí)鐘”可以認(rèn)為是計(jì)算機(jī)的“心臟”，如同人一樣，只有心臟在跳動(dòng)，生命才能夠繼續(xù)。不要把計(jì)算機(jī)的“時(shí)鐘”等同于普通的時(shí)鐘，它實(shí)際上是由晶體振蕩器產(chǎn)生的連續(xù)脈沖波，這些脈沖波的幅度和頻率是不變的，這種時(shí)鐘信號(hào)我們稱為外部時(shí)鐘。它們被送入 CPU 中，再形成 CPU 時(shí)鐘。不同的 CPU，其外部時(shí)鐘和 CPU 時(shí)鐘的關(guān)系是不同的，下表列出了幾種不同 CPU 外部時(shí)鐘和 CPU 時(shí)鐘的關(guān)系。

　　CPU 時(shí)鐘周期通常為節(jié)拍脈沖或Ｔ周期，它是處理操作的最基本的單位。

　　在微程序控制器中，時(shí)序信號(hào)比較簡單，一般采用節(jié)拍電位——節(jié)拍脈沖二級(jí)體制。就是說它只要一個(gè)節(jié)拍電位，在節(jié)拍電位又包含若干個(gè)節(jié)拍脈沖（時(shí)鐘周期）。節(jié)拍電位表示一個(gè)ＣＰＵ周期的時(shí)間，而節(jié)拍脈沖把一個(gè)ＣＰＵ周期劃分為幾個(gè)叫較小的時(shí)間間隔。根據(jù)需要這些時(shí)間間隔可以相等，也可以不等。指令周期是取出并執(zhí)行一條指令的時(shí)間。指令周期常常有若干個(gè)ＣＰＵ周期，ＣＰＵ周期也稱為機(jī)器周期，由于ＣＰＵ訪問一次內(nèi)存所花費(fèi)的時(shí)間較長，因此通常用內(nèi)存中讀取一個(gè)指令字的最短時(shí)間來規(guī)定ＣＰＵ周期。這就是說，這就是說一條指令取出階段（通常為取指）需要一個(gè)ＣＰＵ周期時(shí)間。而一個(gè)ＣＰＵ周期時(shí)間又包含若干個(gè)時(shí)鐘周期（通常為節(jié)拍脈沖或Ｔ周期，它是處理操作的最基本的單位）。這些時(shí)鐘周期的總和則規(guī)定了一個(gè)ＣＰＵ周期的時(shí)間寬度。

　　系統(tǒng)時(shí)鐘的選擇是在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行，復(fù)位時(shí)內(nèi)部 16MHZ 的 RC 振蕩器被選為默認(rèn)的 CPU 時(shí)鐘，隨后可以選擇外部的、具失效監(jiān)控的 4-26MHZ 時(shí)鐘；當(dāng)檢測到外部時(shí)鐘失效時(shí)，它將被隔離，系統(tǒng)將自動(dòng)地切換到內(nèi)部的 RC 振蕩器。