一种时钟电路及终端的制作方法

本发明涉及终端应用的技术领域，尤其涉及一种时钟电路及终端。

背景技术：

随着智能终端的普及，终端设备(如手机)成为大众生活中不可缺少的一部分，对手机产品的设计工程师的需求也越来越大，时钟信号在设计电路设计中扮演着十分重要的作用，正因为时钟信号的存在才能使得手机模块能够正常工作，一定频率的时钟信号对于手机电路的设计至关重要，几乎所有模块都需要时钟信号，如中央处理器电路、电源管理芯片、传感器电路等，在目前手机设计中大多采用晶振来产生一定频率的时钟信号，但晶振型号一旦确定其频率也就固定，无法做到可调。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种时钟电路及终端，用以解决在目前终端设计中大多采用晶振来产生一定频率的时钟信号，但晶振型号一旦确定其频率也就固定，无法进行调节的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种时钟电路，包括：

sr锁存器，所述sr锁存器包括置位输入端、复位输入端、第一信号输出端和第二信号输出端，且所述置位输入端和所述复位输入端输入电位相反的电位信号；

控制电路，所述控制电路分别与所述置位输入端、复位输入端、第一信号输出端和所述第二信号输出端连接；

其中，在所述置位输入端输入第一电位信号，所述复位输入端输入第二电位信号时，所述第一信号输出端输出第一时钟信号，所述第二信号输出端输出第二时钟信号；

在所述置位输入端输入第二电信号，所述复位输入端输入第一电信号时，所述第一信号输出端输出第二时钟信号，所述第二信号输出端输出第一时钟信号；

所述控制电路用于在检测到所述第一信号输出端输出第一时钟信号，且所述第二信号输出端输出第二时钟信号时，控制所述置位输入端的输入信号在第一目标时刻由第一电信号切换为第二电信号，并控制所述复位输入端的输入信号由第二电信号切换为第一电信号；以及

在检测到所述第一信号输出端输出第二时钟信号，且所述第二信号输出端输出第一时钟信号时，控制所述置位输入端的输入信号由第二电信号切换为第一电信号，并控制所述复位输入端的输入信号在第二目标时刻由第一电信号切换为第二电信号；

所述第一目标时刻与第一时刻的差值为目标时间，所述第二目标时刻与第二时刻的差值为所述目标时间；

所述第一时刻为检测到所述第一信号输出端输出第一时钟信号，且所述第二信号输出端输出第二时钟信号的起始时刻，所述第二时刻为检测到所述第一信号输出端输出第二时钟信号，且所述第二信号输出端输出第一时钟信号的起始时刻。

第二方面，本发明实施例还提供了一种终端，包括如上所述的时钟电路。

本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例的时钟电路，包括sr锁存器和控制电路，控制电路根据所述第一信号输出端和所述第二信号输出端当前输出的信号，控制所述置位输入端和所述复位输入端输入的信号根据目标时间分别在第一电信号和第二电信号之间进行切换，从而控制所述第一信号输出端和所述第二信号输出端输出的信号分别在第一时钟信号和所述第二时钟信号之间进行切换，进而可得到一定频率的时钟信号，且通过调节所述目标时间，能够得到不同频率的时钟信号，从而达到时钟频率可调的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的时钟电路的第一结构示意图；

图2为本发明实施例的时钟电路的第二结构示意图；

图3为本发明实施例中输出的时钟信号随a点电压和b点电压的变化示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完成地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种时钟电路，包括：sr锁存器11和控制电路21；

所述sr锁存器11包括置位输入端s、复位输入端r、第一信号输出端q和第二信号输出端且所述置位输入端s和所述复位输入端r输入电位相反的电位信号，例如，置位输入端s输入高电位信号，如1，则复位输入端r输入低电位信号，如0，置位输入端s输入低电位信号，如0，则复位输入端r输入高电位信号，如1。

所述控制电路21分别与所述置位输入端s、复位输入端r、第一信号输出端q和所述第二信号输出端连接；

其中，在所述置位输入端s输入第一电信号，所述复位输入端r输入第二电信号时，所述第一信号输出端q输出第一时钟信号，所述第二信号输出端输出第二时钟信号；

在所述置位输入端s输入第二电信号，所述复位输入端r输入第一电信号时，所述第一信号输出端q输出第二时钟信号，所述第二信号输出端输出第一时钟信号。

sr锁存器是构成其它各种功能触发器的基本组成部分，又称为基本rs触发器，如图1所示，所述sr锁存器包括两个与非门结构，两个与非门结构的输入、输出端交叉连接。

根据电路设计分析可得到四种输入与输出的关系：

关系1：s＝0，r＝1：无论触发器原来处于何种状态，由于s＝0，则q＝1，触发器处于“1”态(或称置位状态)。触发器的状态是由s所决定的，称s为直接置位端；

关系2：s＝1，r＝0：无论触发器原来处于何种状态，由于r＝0，则q＝0，触发器处于“0”态(或称复位状态)。触发器的状态是由r所决定的，称r为直接复位端；

关系3：s＝1，r＝1：触发器维持原来状态不变；

关系4：s＝0，r＝0：此时无法确定触发器的状态。一般这是不允许的，因此触发器的输入端s、r不能同时为0。

上述第一电信号具体为低电位信号，如0，上述第二电信号为高电位信号，如1。上述第一时钟信号和第二时钟信号为反相时钟信号。

上述控制电路用于在检测到所述第一信号输出端q输出第一时钟信号，且所述第二信号输出端输出第二时钟信号时，控制所述置位输入端s的输入信号在第一目标时刻由第一电信号切换为第二电信号，并控制所述复位输入端r的输入信号由第二电信号切换为第一电信号；以及

在检测到所述第一信号输出端q输出第二时钟信号，且所述第二信号输出端输出第一时钟信号时，控制所述置位输入端s的输入信号由第二电信号切换为第一电信号，并控制所述复位输入端r的输入信号在第二目标时刻由第一电信号切换为第二电信号；

所述第一目标时刻与第一时刻的差值为目标时间，所述第二目标时刻与第二时刻的差值为所述目标时间；

所述第一时刻为检测到所述第一信号输出端输出第一时钟信号，且所述第二信号输出端输出第二时钟信号的起始时刻，所述第二时刻为检测到所述第一信号输出端输出第二时钟信号，且所述第二信号输出端输出第一时钟信号的起始时刻。

例如，初始状态，置位输入端s的输入信号为第一电信号，该第一电信号为0，复位输入端r的输入信号为第二电信号，该第二电信号为1，第一时钟信号为1，第二时钟信号为0，此时，控制电路控制置位输入端s的输入信号在第一目标时刻切换为第二电信号，即由0变为1，并控制所述复位输入端的输入信号由第二电信号切换为第一电信号，即由1变为0，则sr锁存器的第一输出端在第一目标时刻输出0，第二输出端在第二目标时刻输出1。

接着，控制电路控制置位输入端s的输入信号由1变为0，并控制复位输入端的输入信号在第二目标时刻由0切换为1，并依次循环产生周期性的时钟信号。

本发明实施例中，通过调节上述目标时间，能够得到不同频率的时钟信号，从而达到时钟频率可调的目的。

进一步地，如图2所示，所述控制电路21包括：第一比较器cmp1、第二比较器cmp2、第一电压调整电路211和第二电压调整电路212；

所述第一电压调整电路211分别与所述第一比较器的第一输入端和所述第一信号输出端连接，所述第一比较器的输出端与所述置位输入端连接；

所述第二电压调整电路212分别与所述第二比较器的第一输入端和所述第二信号输出端连接，所述第二比较器的输出端与所述复位输入端连接；

其中，所述第一电压调整电路211用于在检测到所述第一信号输出端输出第一时钟信号时，控制所述第一比较器的第一输入端的第一电压在第一目标时刻下降至所述第一比较器的第二输入端的第二电压，进而控制所述置位输入端的输入信号由第一电信号切换为第二电信号，或者，根据所述第一信号输出端输出的第二时钟信号，控制所述第一电压升高至第一工作电压，进而控制所述置位输入端的输入信号由第二电信号切换为第一电信号，所述第一工作电压大于所述第二电压；

所述第二电压调整电路212用于在检测到所述第二信号输出端输出第二时钟信号时，控制所述第二比较器的第一输入端的第三电压升高至第二工作电压，进而控制所述复位输入端的输入信号由第二电信号切换为第一电信号，或者，在检测到所述第二信号输出端输出第一时钟信号时，控制所述第三电压在第二目标时刻下降至所述第二比较器的第二输入端的第四电压，进而控制所述复位输入端的输入信号由第一电信号切换为第二电信号，所述第二工作电压大于所述第四电压。

这里，上述第一比较器的第二输入端的第二电压和第二比较器的第二输入端的第四电压为基准电压vref。

进一步地，如图2所示，本发明实施例的时钟电路，还包括：

稳定电路31；

所述稳定电路31的第一端分别与所述第一电压调整电路211和所述第二电压调整电路212连接，所述稳定电路31的第二端接地；

所述第一电压调整电路通过所述稳定电路控制所述第一电压按照恒定电流下降，并在所述第一目标时刻下降至所述第二电压；

所述第二电压调整电路通过所述稳定电路控制所述第三电压按照恒定电流下降，并在所述第二目标时刻下降至所述第四电压。

通过该稳定电路，能够控制所述第一电压或第三电压按照恒定电流下降，保证放电的稳定性。

进一步地，如图2所示，所述第一电压调整电路211包括：第一pmos管p1、第一nmos管n1和第一电容c1；所述第二电压调整电路212包括：第二pmos管p2、第二nmos管n2和第二电容c2；

所述第一pmos管p1的源极的电压为第一工作电压，所述第一pmos管p1的漏极与所述第一电容c1的第一端连接，所述第一电容c1的第二端接地，所述第一pmos管p1的栅极与所述sr锁存器的第一信号输出端连接；所述第一nmos管n1的栅极与所述第一pmos管p1的栅极连接，所述第一nmos管n1的漏极与所述第一pmos管p1的漏极连接，所述第一nmos管n1的源极与所述稳定电路31连接；

所述第二pmos管p2的源极的电压为第二工作电压，所述第二pmos管p2的漏极与所述第二电容c2的第一端连接，所述第二电容c2的第二端接地，所述第二pmos管p2的栅极与所述sr锁存器的第二信号输出端连接；所述第二nmos管n2的栅极与所述第二pmos管p2的栅极连接，所述第二nmos管n2的漏极与所述第二pmos管p2的漏极连接，所述第二nmos管n2的源极与所述稳定电路31连接。

这里，上述第一电容vc1的电压即为第一电压，上述第二电容vc2的电压即为上述第三电压。上述第一工作电压和第二工作电压均为电压vdd。

其中，在所述第一信号输出端输出第一时钟信号，如1，所述第二信号输出端输出第二时钟信号时，如0时，所述第一pmos管截止，所述第一nmos管导通，所述第一电容通过所述第一nmos管按照恒定电流放电，所述第一电容的电压下降，在所述第一目标时刻，所述第一电容的电压下降至所述第二电压，所述置位输入端的输入信号由第一电信号切换为第二电信号；所述第二pmos管导通，所述第二nmos管截止，所述第三电压升高至所述第二工作电压，所述复位输入端的输入信号由第二电信号切换为第一电信号；

在所述第一信号输出端输出第二时钟信号，且所述第二信号输出端输出第一时钟信号时，所述第一pmos管导通，所述第一nmos管截止，所述第一电压升高至所述第一工作电压，所述置位输入端的输入信号由第二电信号切换为第一电信号；所述第二pmos管截止，所述第二nmos管导通，所述第二电容通过所述第二nmos管按照恒定电流放电，所述第三电压下降，在所述第二目标时刻下降至所述第四电压，所述复位输入端的输入信号由第一电信号切换为第二电信号。

进一步地，上述稳定电路31包括：

恒流源i1，第三nmos管n3和第四nmos管n4；

其中，所述第三nmos管n3的漏极和栅极均与所述恒流源i1连接，所述第三nmos管n3的源极接地，且所述第三nmos管n3的栅极与所述第四nmos管n4的栅极连接；所述第四nmos管n4的漏极分别与所述第一nmos管的源极和所述第二nmos管的源极连接，所述第四nmos管n4的源极接地。

下面结合上述结构，对本发明实施例的时钟电路的工作原理进行如下说明。

本发明实施例的时钟电路是具有内部同步模式的时钟电路，假设sr锁存器的初始状态位q＝1、该状态位使得pmos管p1截止、p2导通，nmos管n1导通、n2截止，mos管的导通与截止，给a、b两点带来的电压变化是：vc1会通过n1管放电，vc2会被pmos管p2钳位至vdd电压，为使得放电电路恒定，设计了由恒流源i1、镜像电流源n3、n4组成的电流镜结构，第一电容的电压vc1通过n1放电的电流ic＝i1，随着第一电容c1的放电，当vc1下降至vref时，比较器cmp1的输出将发生变化，输出由高电位“1”跳变为低电位“0”，即s＝1、r＝0，输出q＝0，sr锁存器的输出状态发生改变其带来的动作是，pmos管p1导通，p2截止，nmos管n1截止，n2导通，也就说明vc1会上拉至vdd电位，vc2会通过n2管对地放电，当vc2电压降至vref时将完成一个振荡周期动作，之后比较器cmp2的输出将状态将再次发生变化重复最开始的动作，依次循环产生周期性时钟信号。图3是对以上文字表述的图形示意图，从图3中便可得到一定频率的时钟信号。

从理论分析中可知具体的时钟频率值与电容的放电时间(上述目标时间)直接相关，电容的充放电理论分析如下：

电容充放电时间分析：

充电阶段：设电容的初始电压为uc＝0，恒定充电电流为ir，电容两端电压随时间成线性变化，公式可表示为：

充电时间：

其中，uc表示电容两端电压，ir为恒定充电电流，t2表示充电截止时间，t1表示充电开始时间，c表示电容值。

放电阶段：设电容电压为uc，通过恒流源if放电，则有：

可知放电时间为：

其中，t2表示放电截止时间，t1表示放电开始时间，c表示电容值。

借助对电容的充放电分析，可知本发明实施例的时钟电路的周期为(设c1与c2的容值均为c)：

由周期公式可得频率公式为：

其中，ic为放电电流，由频率公式可知，只需要调整合适的电容值、电压值、电流值便可得到一定频率的时钟信号，并且做到了频率可调。

本发明的实施例还提供了一种终端，包括如上所述的时钟电路。在本发明实施例中，终端包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。