CPU的制作方法-时钟篇

在电子发烧友里学到了很多东西。一直想回馈一点什么。这几天下了好大决心，打算把我看的一个
日本人写的内容简单的跟大家分享一下。如果懂日语的人，请直接看原版书。
如果按照这本书做CPU，可以做成4ibt的CPU。这个CPU没有什么实际用处，只能是做为科普而已。
因为是4bit的，所以ROM只有16个字节。所以不要对这个CPU有大的期待。
废话少说，先进入主题。
书名：CPUの創り方
作家：渡波郁
用一个三端开关，手动拨动。就可以形成最简单的时钟。
如下图。

但是，三端开关有一个缺点。就是当三端开关拨到一半时（即没接触VDD，也没接触GND时）
CLOCK的输出会变成未知状态。改进的电路图如下

这样，就算拨到一半时也是高电平了。也可以用按钮。图如下

但是这些物理开关，也有一个致命的缺点。就是当开关拨动时，
会有抖动现象。比如当按钮按下时，不会马上变成低电平，
而是反复接触和弹开接触点。
怎么改进这个问题呢。方法很简单就是在输出端，接在低通滤波器(RC)就好了。
如下图，这样就解决了抖动问题

总是这样手动制作时钟，手会很累。所以要想办法实现自动的方法。
为了实现自动化，我们加一点施密特触反相器。如下图

PS。如果在上图，只是用普通的反相器会有什么情况发想呢。
下图是提示

为了真正实现自动化，再从上面的电路的基础上稍微改变一下形状。
下面就是真正的自动时钟了。

上图的工作原理。
当A为低电平，时B为高电平,C就是低电平。
这个时候电路可以稍微变形一下，如下图

看着是不是很眼熟。这个跟手动时钟的电路一样。
当电容两端的电压变高时，就是A点变为高电平时，B变为代电平，C变为高电平。
电压就反转了。
再分析一下A为高电平时，B为代电平，C为高电平的情况。
电路可以看成如下。这个时候这个时候电容开始放电。当电阻的变压变为
低电平时，变就变为低电平，所有的电平都会反转。

以下是A点的波形。为什么是从-2.5到7.5变化呢。
提示，电容电压的不可突变性。如果懂DCDC升压的人应该能一眼就能看出来。

最终的时钟电路图如下。
最上面是手机时钟部分。中间那个就是自动时钟。
最下面是用来当Reset信号用的。

如果有时间，我会在下一期介绍ROM部分。