时钟电路

5.1 概览

计算机中的时钟起着重要作用：它产生 CPU 及其所有相关组件的"心跳"。它决定了 CPU 执行指令的速度，从而也决定了其他组件对 CPU 发出的每个内存或 I/O 请求的响应速度。

5.2 硬件描述

Zeal 8 位计算机使用一个有源振荡器，标记为 X1。它是一个标准的 4 引脚方形振荡器，其封装如下所示：

它输出 10MHz 的方波信号，占空比为 50%。换句话说，信号在高电平和低电平的时间相同：各 50 纳秒。因此，时钟周期为 100ns。

选择何种频率取决于组件本身。以 Zeal 8 位计算机为例，CPU 标称可处理高达 10MHz，但这还不够，还意味着逻辑粘合、MMU、RAM 和 ROM 也应在 100ns 内响应 CPU。Z80 确实提供了一种通过 ~{WAIT} 信号连接较慢组件的方法，但在我们的情况下未使用。 更多关于此信号的信息，请参见 CPU 相关章节。

此时钟信号送到三个组件：Z80 处理器、Z80 PIO 和 50 针扩展端口。

5.3 降频与超频

可以将有源振荡器替换为较低频率的振荡器，这称为降频。然而，请注意整个系统将变慢，因为时钟周期变长，每条指令将花费更多时间执行。 但这样做的一个好处是，板上的组件将有更多时间响应内存或 I/O 请求，因此可以使用较慢的组件。

对称地，将有源振荡器替换为较高频率的振荡器称为超频。虽然通常可以使用稍高的频率（例如在我们的情况下为 11MHz 或 12MHz），但强烈不推荐。 计算机可能根本无法启动，因为 RAM 或 MMU 等组件无法足够快地响应 CPU，也可能导致 CPU 比平时温度更高，从而增加其温度。