如何操作基本類型的鎖存器和觸發(fā)器

S/R鎖存器

鎖存器（有時也稱為S/R鎖存器）是最小的存儲器塊。它們可以使用兩個NOR邏輯門（S和R為高電平有效）或兩個NAND門（輸入為低電平有效）構(gòu)建，并用于構(gòu)建更復(fù)雜的鎖存器和觸發(fā)器。

使用兩個NOR邏輯門進行S/R鎖存。

兩個輸入S和R可用于設(shè)置和復(fù)位鎖存器。設(shè)置鎖存器相當(dāng)于存儲二進制鎖存器。輸出Q將變?yōu)楦唠娖剑聪噍敵鯭將被拉低。重置具有相反的效果。當(dāng)兩個輸入均為低電平時，保持當(dāng)前狀態(tài)。

此電路的簡單性是有代價的：可能會發(fā)生一些會導(dǎo)致不確定行為的事情（電路的下一個狀態(tài)將是未定義的） ）或所謂的臨界競爭，其中鎖存器將永遠保持設(shè)置和復(fù)位。

添加兩個AND門將把簡單鎖存器轉(zhuǎn)換為帶有額外使能輸入的門控鎖存器。此方法可用于控制何時鎖存數(shù)據(jù)。沒有它，只要鎖存器被置位或復(fù)位，數(shù)據(jù)就會（理論上）出現(xiàn)在輸出端。

將兩個AND門添加到一個簡單的鎖存器以形成一個門控鎖存器。

D-Latch

這種類型的鎖存器使用R/S鎖存器和為電路增加一個逆變器。這樣做可以防止上面描述的關(guān)鍵競爭，使閂鎖更容易使用。

使用兩個NOR門和一個NOT門的D鎖存電路。

如您所見，此鎖存器只有一個輸入。存在于D的數(shù)據(jù)將被鎖存和存儲。請注意，上圖代表了鎖存器的核心。這種設(shè)計在實際應(yīng)用中是無用的，因為輸入一改變就會改變輸出。

實際上，鎖存器具有啟用它們的輸入，并且數(shù)據(jù)僅在啟用時被鎖存。為簡單起見，我省略了啟用輸入。

D觸發(fā)器和S/R觸發(fā)器

啟用鎖存器時，它們是透明的。這意味著輸出將具有與輸入相同的狀態(tài)。但是，有些情況下，僅在信號的上升沿或下降沿使輸出發(fā)生變化更為有用。例如，使用周期性時鐘信號。

Flips-flops通過串聯(lián)使用兩個鎖存器實現(xiàn)輸出變化。第一階段通常稱為主（鎖存器），第二階段是從屬：

這是一個正邏輯，正邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器。

可以通過用S/R鎖存器替換D鎖存器來構(gòu)造S/R觸發(fā)器。然而，當(dāng)兩個輸入都被置位時，這樣的觸發(fā)器，就像上面的鎖存器一樣，可能進入未定義狀態(tài)。解決這個問題的一種方法是使用JK觸發(fā)器。

JK觸發(fā)器

JK觸發(fā)器與S/R觸發(fā)器非常相似。它有一個J輸入，其作用類似于S輸入和K輸入，用于復(fù)位電路。然而，當(dāng)兩者同時被置位（正邏輯高電平，負(fù)電平低電平）時，觸發(fā)器不會進入未定義狀態(tài)，而是切換其狀態(tài)。

復(fù)查鎖存器和觸發(fā)器

鎖存器是存儲器的最小構(gòu)建塊。它們用于其他電路，如觸發(fā)器和移位寄存器，只要它們被啟用，它們就會將輸入應(yīng)用于它們的輸出。觸發(fā)器是邊沿觸發(fā)的，只有在啟用和觸發(fā)時才會改變它們的狀態(tài)。有幾種基本類型的鎖存器和觸發(fā)器，每種都適用于某些應(yīng)用。