在单片机电路原理中,“时钟信号”这个概念要分两种情况来看:实时时间与单片机时钟信号。
实时时间指的是RTC,英文为Real-time Clock,也是我们常说的时间。
在我们日常生活中,我们所指的时钟通常代表时间,即1分钟等于60秒,1小时等于60分钟的这个时间。在石英表中,我们使用的为一颗频率为32.768KHz的晶振,通过分频,我们得到“秒”这个基础时间单位。之所以使用这个频率,是因为32.768KHz的晶振可以以每秒32768次的频率振动,并发出脉冲信号,每秒也是32768次,而32768这个数字正好是2的15次方,通过芯片的逻辑计算,就可以精确到秒。
针对RTC晶振32.768KHz,频率精度越准,时钟越准。若频率偏高,比如,晶振32.768KHz每秒振动次数超过32768次,时钟时间则会走快,反之,低于32768次,时间则会走慢。所以石英时钟的时间是由RTC晶振32.768KHz来决定的。RTC晶振32.768KHz频率误差越小,石英时钟时间越准,频率误差越大,时间越不准。
但是,晶振的频率分千种万种。在数字电路应用中,不同频率的晶振发挥着不同的作用,它们的唯一目的就是为单片机提供所需频率信号。从泛意上来讲,我们统称之为时钟信号。需要注意的是在这里,时钟信号不等同于狭义上的实时时间RTC,而是指的具有周期性特征的各种晶振的频率信号。
比如,晶振27MHz在单片机电路设计中通常被应用于视频显示功能,它需要每秒提供27,000,000赫兹的时钟信号给单片机,若频偏过大,就会造成视频不显彩或没有图像等不良现象的发生。单片机需要的是晶振频率的精准度与稳定性,而不是晶振振动幅度越大越好。换而言之,不管晶振振动幅度偏高还是偏低,都不是好事儿,一旦超出单片机对晶振时钟信号的捕捉范围,单片机就会发生不良。
需要补充一点的是,对于单片机来说,选择不同的晶振方案,的确存在数据处理速度不同的事实。比如,在一些监控设备设计方案中,已由原来的晶振27MHz升级为晶振54MHz,54MHz为27MHz的两倍,这意味着单片机的数据处理量增加了两倍,速度肯定要加快。因此,监控视频效果由普清转化为高清得以实现,同时也为监控设备具备人脸识别功提供了必须的硬件支持。