鎖存器的工作原理

鎖存器概述

鎖存器（Latch）是一種對(duì)脈沖電平敏感的存儲(chǔ)單元電路，它們可以在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。鎖存，就是把信號(hào)暫存以維持某種電平狀態(tài)。鎖存器的最主要作用是緩存，其次完成高速的控制器與慢速的外設(shè)的不同步問題，再其次是解決驅(qū)動(dòng)的問題，最后是解決一個(gè) I/O 口既能輸出也能輸入的問題。鎖存器是利用電平控制數(shù)據(jù)的輸入，它包括不帶使能控制的鎖存器和帶使能控制的鎖存器。

鎖存器的工作原理

鎖存器原理圖

鎖存器作用

鎖存器是一種對(duì)脈沖電平敏感的存儲(chǔ)單元電路，它們可以在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。鎖存，就是把信號(hào)暫存以維持某種電平狀態(tài)。鎖存器的最主要作用是緩存，其次完成高速的控制其與慢速的外設(shè)的不同步問題，再其次是解決驅(qū)動(dòng)的問題，最后是解決一個(gè) I/O 口既能輸出也能輸入的問題。

鎖存器應(yīng)用場(chǎng)合

所謂鎖存器，就是輸出端的狀態(tài)不會(huì)隨輸入端的狀態(tài)變化而變化，僅在有鎖存信號(hào)時(shí)輸入的狀態(tài)才被保存到輸出，直到下一個(gè)鎖存信號(hào)到來時(shí)才改變。

鎖存器多用于集成電路中，在數(shù)字電路中作為時(shí)序電路的存儲(chǔ)元件，在某些運(yùn)算器電路中有時(shí)采用鎖存器作為數(shù)據(jù)暫存器。

封裝為獨(dú)立的產(chǎn)品后也可以單獨(dú)應(yīng)用，數(shù)據(jù)有效延遲于時(shí)鐘信號(hào)有效。這意味著時(shí)鐘信號(hào)先到，數(shù)據(jù)信號(hào)后到。

在某些應(yīng)用中，單片機(jī)的I/O 口上需要外接鎖存器。例如，當(dāng)單片機(jī)連接片外存儲(chǔ)器時(shí)，要接上鎖存器，這是為了實(shí)現(xiàn)地址的復(fù)用。假設(shè)，MCU端口其中的 8 路的 I/O 管腳既要用于地址信號(hào)又要用于數(shù)據(jù)信號(hào)，這時(shí)就可以用鎖存器先將地址鎖存起來。

8051訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)P0口和P2口共同做為地址總線，P0口常接鎖存器再接存儲(chǔ)器。以防止總線間的沖突。而P2口直接接存儲(chǔ)器。因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部時(shí)序只能鎖住P2口的地址，如果用P0口傳輸數(shù)據(jù)時(shí)不用鎖存器的話，地址就改變了。

看看8051單片機(jī)總線操作的時(shí)序圖對(duì)我們很有幫助。由于數(shù)據(jù)總線、地址總線共用P0口，所以要分時(shí)復(fù)用。先送地址信息，由ALE使能鎖存器將地址信息鎖存在外設(shè)的地址端，然后送數(shù)據(jù)信息和讀寫使能信號(hào)，在指定的地址進(jìn)行讀寫操作。

使用鎖存器來區(qū)分開單片機(jī)的地址和數(shù)據(jù)，8051系列的單片機(jī)用的比較多，也有一些單片機(jī)內(nèi)部有地址鎖存功能，如8279就不用鎖存器了。