Question

如何分析一个单片机的时钟？

Answer 1

该设计主要思路为时钟分频和逻辑运算。也可以理解为计数器设计和进位提取。

需要建立对D触发器的工作方式和各种逻辑门电路的工作方式的正确认识和使用

1、观察该系统输入输出波形可以确定该系统为时钟的四分频（2位2进制）

2、使用双D触发器对时钟进行四分频，一个D触发器可以完成2分频，级联即可完成4分频，根据D触发器分频基本电路设计电路原理图如下：

图中数字信号D(3)为时钟信号二分频，数字信号D(5)为D(3)信号的二分频

3、观察输出波形如下图，可以确认对信号D(3)取反后与D(2)、D(5)进行逻辑与(模2加)运算可以提取所需波形。

4、修改电路设计如下图：

可以直接使用74LS74的反相输出端减少反相器的使用。

5、模拟仿真输入和输出如下图：

观察仿真结果可以发现输出信号D(8)高电平持续时间位半个CP，4个CP为一个周期，符合设计要求。

注意：仿真使用的D触发器为边沿触发，边沿触发D触发器工作过程如下：

当时钟CP上升沿到达时，D输入端的状态被送到Q输出端。

当时钟CP上升沿完成后，Q输出端保持原有的状态，等待下一个CP上升沿。

部分触发器带有复位端和置位端，根据其有效电平可以对Q端进行清0或者置1的操作。