1.單片機內部需要儲存器、累加器，這些都需要邏輯門電路。比如鎖存器就是一個D觸發器，而觸發器的置1、清0、置數的功能都需要跳變沿。D觸發器就是上升沿后存入數據，而這個上升沿就得外部提供脈沖，這就是脈沖信號 ，而這個脈沖信號就是我們穩定的時鍾信號。
2.單片機運行需要時鍾支持—–就像計算機的CPU一樣，如果沒有時鍾電路來產生時鍾驅動單片機，那單片機就不能執行程序。單片機可以看成是在時鍾驅動下的時序邏輯電路。
以MCS–51單片機為例：MCS–51單片機為12個機器周期執行一條指令，也就是說單片機運行一條指令必須要用12個時鍾周期。沒有這個時鍾，單片機就跑不起來，也就沒辦法定時和進行和時間有關的操作。
時鍾電路是微型計算機的心臟。CPU就是通過復雜的時序電路完成不同的指令功能的。MCS—51的時鍾信號可以由兩種信號產生：一種是內部方式，利用芯片內部的振盪電路，產生時鍾信號；另一種為外部方式，時鍾信號由外部引入。
3.電路中的晶振即石英晶體震盪器。由於晶振具有非常好的頻率穩定性和抗外界干擾的能力，所以，晶振是用來產生時鍾信號的，通過時鍾信號來控制電路工作。 晶振的應用范圍是非常廣的，它的質量、頻率精度也是差別很大的。通訊系統用的信號發生器的信號源，絕大部分也用的是石英晶體振盪器，通訊系統對晶振的精准度也有比較高的要求。 晶振是時鍾電路中最重要的部件，它的主要作用是向顯卡、網卡、主板等配件的各部分提供基准頻率，它就像個標尺，工作頻率不穩定會造成相關設備工作頻率不穩定，自然容易出現問題。 晶振在數字電路的基本作用是提供一個時序控制的標准時刻。數字電路的工作是根據電路設計，在某個時刻專門完成特定的任務，如果沒有一個時序控制的標准時刻，整個數字電路就會成為“聾子”，不知道什么時刻該做什么事情了。
首先我們要明確的一點是，單片機是一個集成芯片，它是由非常復雜的數字電路和其他電路集成的。而數字電路包括時序邏輯電路，可以說，沒有時序，就沒有數字電路，也就沒有單片機。所以，單片機離不開時鍾。
其二，單片機中的眾多寄存器，存儲器等是由D觸發器構成，而操作D觸發器就需要時鍾沿，自然也就離不開時鍾。
其三，單片機執行程序需要一個程序計數器，而程序計數器是與時鍾脈沖直接掛鈎的，每來一個時鍾脈沖，程序計數器就加1。就像上面提到的那樣，51單片機每12個時鍾周期就執行一條程序，沒有時鍾，單片機就沒法執行程序。
所以，說時鍾就像是單片機的”心臟”,恰當至極。