时钟信号的硬件实现

时钟信号的硬件实现

时钟信号的硬件实现 #

在下面这张图里你可以看到,我们在原先一般只放一个开关的信号输入端,放上了两个开关。一个开关 A,一开始是断开的,由我们手工控制;另外一个开关 B,一开始是合上的,磁性线圈对准一开始就合上的开关 B。

于是,一旦我们合上开关 A,磁性线圈就会通电,产生磁性,开关 B 就会从合上变成断开。一旦这个开关断开了,电路就中断了,磁性线圈就失去了磁性。于是,开关 B 又会弹回到合上的状态。这样一来,电路接通,线圈又有了磁性。我们的电路就会来回不断地在开启、关闭这两个状态中切换。 开关 A 闭合(也就是相当于接通电路之后),开关 B 就会不停地在开和关之间切换,生成对应的时钟信号

这个不断切换的过程,对于下游电路来说,就是不断地产生新的 0 和 1 这样的信号。如果你在下游的电路上接上一个灯泡,就会发现这个灯泡在亮和暗之间不停切换。这个按照固定的周期不断在 0 和 1 之间切换的信号,就是我们的时钟信号(Clock Signal)。

一般这样产生的时钟信号,就像你在各种教科书图例中看到的一样,是一个振荡产生的 0、1 信号。 时钟信号示意图

这种电路,其实就相当于把电路的输出信号作为输入信号,再回到当前电路。这样的电路构造方式呢,我们叫作反馈电路(Feedback Circuit)。

接下来,我们还会看到更多的反馈电路。上面这个反馈电路一般可以用下面这个示意图来表示,其实就是一个输出结果接回输入的反相器(Inverter),也就是我们之前讲过的非门。 通过一个反相器实现时钟信号

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18 | 建立数据通路(中):指令+运算=CPU