完善資料讓更多小伙伴認識你，還能領(lǐng)取20積分哦，立即完善>
標簽 > 鎖存器
鎖存器（Latch）是一種對脈沖電平敏感的存儲單元電路，它們可以在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。鎖存，就是把信號暫存以維持某種電平狀態(tài)。
鎖存器（Latch）是一種對脈沖電平敏感的存儲單元電路，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的不同步問題，再其次是解決驅(qū)動的問題，最后是解決一個 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（Latch）是一種對脈沖電平敏感的存儲單元電路，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的不同步問題，再其次是解決驅(qū)動的問題，最后是解決一個 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。
原理
CMOS反相器的功能是可以使輸出獲得跟輸入相反的邏輯值，那如果把兩個反相器的輸入跟輸出連接在一起會出現(xiàn)什么情況呢？我們來看下圖，假設某個時刻反相器A的輸入是1，那么其輸出會是0；因為A的輸出連接到B的輸入端，即反相器B的輸入為0，那么其輸出會變?yōu)?；又因為B的輸出連接到A的輸入端，即B輸出的1反饋回A的輸入，對剛才假設的“A的輸入為1”進行了確認和加強。此時A的輸入確實為1，按A和B的輸入輸出連接關(guān)系，又走了一遍剛才的路程，如此循環(huán)，結(jié)果是反相器A的輸出穩(wěn)定為0，反相器B的輸出穩(wěn)定為1。這個結(jié)構(gòu)的電路有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)，一般稱之為雙穩(wěn)態(tài)電路?？梢婎愃频碾p穩(wěn)態(tài)電路可以穩(wěn)定地保持其節(jié)點中的值（數(shù)據(jù)），具有記憶功能，這就是鎖存器工作的原理。
從上面介紹可看出，首尾相接的兩個反相器構(gòu)成了互相反饋耦合的形態(tài)，這就是鎖存器的基本電路結(jié)構(gòu)。但是這里是基于一個假設，假設反相器A的輸入為1，那么它的輸出為0，兩個反相器連在一起通過互相反饋加強，則能保持0和1兩個值。如果沒有這個假設，它能保存的值將是不確定的。這類似于“雞生蛋還是蛋生雞”的謎局，要將此電路當鎖存器使用，就必須打破這個“是輸入先有0，還是輸出先反饋回1”的僵局。于是給它加了兩個輸入端，由于反相器只有1個輸入，因此改用或非門來代替。電路結(jié)構(gòu)如下圖，根據(jù)或非門“只要有一個輸入為1，其輸出就為0”的特性，當R為1時，雖然有反饋存在，也可以強制輸出Q=0；當S為1時，則強制輸出Q=1。這就是R-S鎖存器，R意為Reset，清零的意思；S意為Set，置1的意思。
R-S鎖存器的結(jié)構(gòu)是最基本的鎖存結(jié)構(gòu)，實際應用中一般會進行各種改造和擴展，至少會加一個輸入端作為控制信號，該信號有效時，鎖存器能持續(xù)地輸入、輸出數(shù)據(jù)。其控制信號一般為高電平，因此鎖存器是一種對脈沖電平敏感的存儲單元電路，可以在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。鎖存器的最主要作用是緩存，除了特殊用途如異步電路或很簡單的邏輯，其他場合已經(jīng)很少直接應用鎖存器，因為其結(jié)構(gòu)簡單而且對電平敏感，不適合在主流的對時鐘敏感的集成電路中應用。一般都是使用以鎖存器為基礎(chǔ)的觸發(fā)器或寄存器。
鎖存器的最主要作用
1：緩存、
2：完成高速的控制其與慢速的外設的不同步問題、
3：是解決驅(qū)動的問題（提供的電流比51IO口輸出電流大）
4：拓展I/O口（可以很猥瑣的用鎖存器冪疊加方法，即鎖存器的Q再接鎖存器~ 實現(xiàn)IO口的無限拓展···）
鎖存器應用實例
I/O口復用：當單片機連接片外存儲器時，要接上鎖存器，這是為了實現(xiàn)地址的復用。假設，MCU 端口其中的 8 路的 I/O 管腳既要用于地址信號又要用于數(shù)據(jù)信號，這時就可以用鎖存器先將地址鎖存起來。（具體操作：先送地址信息，由ＡＬＥ使能鎖存器將地址信息鎖存在外設的地址端，然后送數(shù)據(jù)信息和讀寫使能信號，在指定的地址進行讀寫操作）
如果單片機的總線接口只作一種用途，不需要接鎖存器；如果單片機的總線接口要作兩種用途，就要用到鎖存器。例如：一個I/O口要控制兩個 LED，對第一個 LED 送數(shù)據(jù)時，“打開”第一個鎖存器而“鎖住”第二個鎖存器，使第二個 LED 上的數(shù)據(jù)不變。對第二個 LED 送數(shù)據(jù)時，“打開”第二個鎖存器而“鎖住”第一個鎖存器，使第一個 LED 上的數(shù)據(jù)不變。如果單片機的一個口要做三種用途，則可用三個鎖存器，操作過程相似。就這一種用法而言，可以把鎖存器視為單片機的 I/O 口的擴展器。
74HC573引腳分布圖
由上邊這個真值表可以看出：OE為高時，輸出始終為高阻態(tài)，此時芯片處于不可控制狀態(tài)，所以在一般應用中，我們必須將OE接低電平。
LE則是輸出端狀態(tài)改變使能端，當LE為低電平，輸出端Q始終保持上一次存儲的信號（從D端輸入），當LE為高電平時，Q緊隨D的狀態(tài)變化，并將D的狀態(tài)鎖存。
也就是說當鎖存使能端LE為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存。
另外：對鎖存器的輸入是和標準 CMOS 輸出兼容的；若再加上上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。
鎖存器的電路連接及使用詳解：
（結(jié)合上面的鎖存器引腳說明）
0：vcc gnd 供電不用多說吧？
1：OE接地
2：D0-D7接我們的信號發(fā)射端 （一般為單片機用來傳輸數(shù)據(jù)的I/O口）
3：Q0-Q7接我們要接受信息的終端（數(shù)碼管，液晶，or anyother device）
4：LE接一個I/O口（此I/O腳可視為鎖存器 鎖存功能 的開關(guān)，高電平為更新Q端信號（要更新的信號從D輸入）低電平則不更新）
鎖存器，觸發(fā)器，寄存器和緩沖器的區(qū)別
一、鎖存器
鎖存器（latch）---對脈沖電平敏感，在時鐘脈沖的電平作用下改變狀態(tài)鎖存器是電平觸發(fā)的存儲單元，數(shù)據(jù)存儲的動作取決于輸入時鐘（或者使能）信號的電平值，僅當鎖存器處于使能狀態(tài)時，輸出才會隨著數(shù)據(jù)輸入發(fā)生變化。
鎖存器不同于觸發(fā)器，它不在鎖存數(shù)據(jù)時，輸出端的信號隨輸入信號變化，就像信號通過一個緩沖器一樣；一旦鎖存信號起鎖存作用，則數(shù)據(jù)被鎖住，輸入信號不起作用。鎖存器也稱為透明鎖存器，指的是不鎖存時輸出對于輸入是透明的。
鎖存器（latch）：我聽過的最多的就是它是電平觸發(fā)的，呵呵。鎖存器是電平觸發(fā)的存儲單元，數(shù)據(jù)存儲的動作取決于輸入時鐘（或者使能）信號的電平值，當鎖存器處于使能狀態(tài)時，輸出才會隨著數(shù)據(jù)輸入發(fā)生變化。（簡單地說，它有兩個輸入，分別是一個有效信號EN，一個輸入數(shù)據(jù)信號DATA_IN，它有一個輸出Q，它的功能就是在EN有效的時候把DATA_IN的值傳給Q，也就是鎖存的過程）。
應用場合：數(shù)據(jù)有效遲后于時鐘信號有效。這意味著時鐘信號先到，數(shù)據(jù)信號后到。在某些運算器電路中有時采用鎖存器作為數(shù)據(jù)暫存器。
缺點：時序分析較困難。
不要鎖存器的原因有二：1、鎖存器容易產(chǎn)生毛刺，2、鎖存器在ASIC設計中應該說比ff要簡單，但是在FPGA的資源中，大部分器件沒有鎖存器這個東西，所以需要用一個邏輯門和ff來組成鎖存器，這樣就浪費了資源。
優(yōu)點：面積小。鎖存器比FF快，所以用在地址鎖存是很合適的，不過一定要保證所有的latch信號源的質(zhì)量，鎖存器在CPU設計中很常見，正是由于它的應用使得CPU的速度比外部IO部件邏輯快許多。latch完成同一個功能所需要的門較觸發(fā)器要少，所以在asic中用的較多。 二、觸發(fā)器
觸發(fā)器（Flip-Flop，簡寫為 FF），也叫雙穩(wěn)態(tài)門，又稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。是一種可以在兩種狀態(tài)下運行的數(shù)字邏輯電路。觸發(fā)器一直保持它們的狀態(tài)，直到它們收到輸入脈沖，又稱為觸發(fā)。當收到輸入脈沖時，觸發(fā)器輸出就會根據(jù)規(guī)則改變狀態(tài)，然后保持這種狀態(tài)直到收到另一個觸發(fā)。
觸發(fā)器（flip-flops）電路相互關(guān)聯(lián)，從而為使用內(nèi)存芯片和微處理器的數(shù)字集成電路（IC）形成邏輯門。它們可用來存儲一比特的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可表示音序器的狀態(tài)、計數(shù)器的價值、在計算機內(nèi)存的ASCII字符或任何其他的信息。
有幾種不同類型的觸發(fā)器（flip-flops）電路具有指示器，如T（切換）、S-R（設置/重置）J-K（也可能稱為Jack Kilby）和D（延遲）。典型的觸發(fā)器包括零個、一個或兩個輸入信號，以及時鐘信號和輸出信號。一些觸發(fā)器還包括一個重置當前輸出的明確輸入信號。第一個電子觸發(fā)器是在1919年由W.H.Eccles和F.W.Jordan發(fā)明的。
觸發(fā)器（flip-flop）---對脈沖邊沿敏感，其狀態(tài)只在時鐘脈沖的上升沿或下降沿的瞬間改變。
T觸發(fā)器（Toggle Flip-Flop，or Trigger Flip-Flop）設有一個輸入和輸出，當時鐘頻率由0轉(zhuǎn)為1時，如果T和Q不相同時，其輸出值會是1。輸入端T為1的時候，輸出端的狀態(tài)Q發(fā)生反轉(zhuǎn)；輸入端T為0的時候，輸出端的狀態(tài)Q保持不變。把JK觸發(fā)器的J和K輸入點連接在一起，即構(gòu)成一個T觸發(fā)器。
應用場合：時鐘有效遲后于數(shù)據(jù)有效。這意味著數(shù)據(jù)信號先建立，時鐘信號后建立。在CP上升沿時刻打入到寄存器。
三、寄存器
寄存器（register）：用來存放數(shù)據(jù)的一些小型存儲區(qū)域，用來暫時存放參與運算的數(shù)據(jù)和運算結(jié)果，它被廣泛的用于各類數(shù)字系統(tǒng)和計算機中。其實寄存器就是一種常用的時序邏輯電路，但這種時序邏輯電路只包含存儲電路。寄存器的存儲電路是由鎖存器或觸發(fā)器構(gòu)成的，因為一個鎖存器或觸發(fā)器能存儲1位二進制數(shù)，所以由N個鎖存器或觸發(fā)器可以構(gòu)成N位寄存器。 工程中的寄存器一般按計算機中字節(jié)的位數(shù)設計，所以一般有8位寄存器、16位寄存器等。
對寄存器中的觸發(fā)器只要求它們具有置1、置0的功能即可，因而無論是用同步RS結(jié)構(gòu)觸發(fā)器，還是用主從結(jié)構(gòu)或邊沿觸發(fā)結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器，都可以組成寄存器。一般由D觸發(fā)器組成，有公共輸入/輸出使能控制端和時鐘，一般把使能控制端作為寄存器電路的選擇信號，把時鐘控制端作為數(shù)據(jù)輸入控制信號。
寄存器的應用
1. 可以完成數(shù)據(jù)的并串、串并轉(zhuǎn)換；
2.可以用做顯示數(shù)據(jù)鎖存器：許多設備需要顯示計數(shù)器的記數(shù)值，以8421BCD碼記數(shù)，以七段顯示器顯示，如果記數(shù)速度較高，人眼則無法辨認迅速變化的顯示字符。在計數(shù)器和譯碼器之間加入一個鎖存器，控制數(shù)據(jù)的顯示時間是常用的方法。
3.用作緩沖器；
4. 組成計數(shù)器：移位寄存器可以組成移位型計數(shù)器，如環(huán)形或扭環(huán)形計數(shù)器。
四、移位寄存器
移位寄存器：具有移位功能的寄存器稱為移位寄存器。
寄存器只有寄存數(shù)據(jù)或代碼的功能。有時為了處理數(shù)據(jù)，需要將寄存器中的各位數(shù)據(jù)在移位控制信號作用下，依次向高位或向低位移動1位。移位寄存器按數(shù)碼移動方向分類有左移，右移，可控制雙向（可逆）移位寄存器；按數(shù)據(jù)輸入端、輸出方式分類有串行和并行之分。除了D邊沿觸發(fā)器構(gòu)成移位寄存器外，還可以用諸如JK等觸發(fā)器構(gòu)成移位寄存器。
您是否想過磁傳感器的工作原理？其中的部分奧秘來自兩個關(guān)鍵的微型組件：開關(guān)和鎖存器?；魻栃_關(guān)和鎖存器是基本的非接觸式傳感器，從智能手機和電腦，到復雜的...
2024-12-20 標簽：傳感器鎖存器霍爾效應開關(guān) 217 0
鎖存器（Latch）作為數(shù)字電路中的一種基本存儲單元，具有對脈沖電平敏感的特性，能夠在特定條件下保持或更新其存儲的數(shù)據(jù)狀態(tài)。其技術(shù)參數(shù)是評估鎖存器性能、...
在Verilog HDL中實現(xiàn)鎖存器（Latch）通常涉及對硬件描述語言的基本理解，特別是關(guān)于信號如何根據(jù)控制信號的變化而保持或更新其值。鎖存器與觸發(fā)器...
在深入探討鎖存器的輸出時序時，我們需要詳細分析鎖存器在不同控制信號下的行為表現(xiàn)，特別是控制信號（如使能信號E）的電平變化如何影響數(shù)據(jù)輸入（D）到輸出（Q...
鎖存器（Latch）是數(shù)字電路中的一種重要組件，其工作時序?qū)τ诶斫馄涔δ芎驮陔娐分械膽弥陵P(guān)重要。鎖存器的工作原理主要基于電平敏感的特性，它能夠在特定輸...
SR鎖存器（Set-Reset Latch）是靜態(tài)存儲單元中最基本且結(jié)構(gòu)相對簡單的一種電路，它主要用于存儲一位二進制信息，并能在輸入信號的控制下改變其狀態(tài)。
雙穩(wěn)態(tài)電路，作為一種具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的電子電路，在電子技術(shù)領(lǐng)域扮演著重要角色。根據(jù)其結(jié)構(gòu)、工作原理和應用場景的不同，雙穩(wěn)態(tài)電路可以劃分為多種類型。
2024-08-29 標簽：鎖存器雙穩(wěn)態(tài)電路觸發(fā)器 563 0
時序邏輯電路本身并不直接“產(chǎn)生”鎖存器，但鎖存器是時序邏輯電路中的重要組成部分。時序邏輯電路（Sequential Logic Circuits）與組合...
端口鎖存器和引腳是微控制器和數(shù)字電路中常見的概念，它們在硬件設計和編程中扮演著重要的角色。 端口鎖存器 端口鎖存器（Port Latch）是一種存儲數(shù)字...
R-S鎖存器（Reset-Set Latch）是一種基本的數(shù)字邏輯電路，用于存儲一位二進制信息。它由兩個交叉耦合的反相器（NOT gate）和兩個晶體管...
日前，Allegro 在 2024 年德國慕尼黑電子展上宣布推出了新型電感式位置傳感器和一系列微功率磁性開關(guān)和鎖存器芯片。這些先進的傳感產(chǎn)品可降低系統(tǒng)成...
對于天窗頂電機位置，升降門電機，車窗升降電機和電子駐車制動（EPB）系統(tǒng)等應用，透過使用單個2D磁性速度和方向傳感器，可以簡化系統(tǒng)設計和生產(chǎn)，減少BOM...
Allegro推出一款用于汽車、消費和工業(yè)等應用的鎖存器APS12202
Allegro 的 APS12202 為單硅片解決方案，每個芯片上都包括一個電壓穩(wěn)壓器、一個霍爾電壓發(fā)生器、一個小信號放大器、斬波器穩(wěn)定、一個施密特觸發(fā)...
在數(shù)字電路設計中，鎖存器是一種重要的元件，而8D鎖存器則因其特殊的特性和廣泛的應用領(lǐng)域而備受工程師們的青睞。本文將深入探討8D鎖存器的工作原理、特性以及...
電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）在數(shù)字邏輯電路中，有兩類重要的元件，鎖存器和觸發(fā)器。這二者，在我們?nèi)粘Ｉ畹氖謾C、電腦、家電等等電子設備中都可以找到它們的...
Diodes推出高電壓、符合汽車規(guī)格的霍爾效應鎖存器
Diodes 公司 (Diodes) (Nasdaq：DIOD) 將 AH371xQ 系列高電壓霍爾效應鎖存器加入產(chǎn)品組合。
鎖存器的工作原理? 鎖存器（latch）是一種用于存儲和記憶數(shù)字信號的電路。它被廣泛用于計算機和數(shù)字電子電路中，用于實現(xiàn)內(nèi)存存儲、寄存器和其他計算單元。...
數(shù)字電源時序器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與數(shù)字電源時序器的常見故障
數(shù)字電源時序器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與數(shù)字電源時序器的常見故障 數(shù)字電源時序器是一種用于測試和模擬不同電源在工作條件下的原型的調(diào)試設備。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要涉及到控制芯...
納芯微推出超低功耗TMR開關(guān)/鎖存器NSM105x系列
納芯微宣布推出基于隧道磁阻 (TMR) 的超低功耗磁開關(guān)/鎖存器NSM105x系列，為數(shù)字位置檢測提供高精度的解決方案，可被廣泛應用于工業(yè)與消費領(lǐng)域的位置檢測。
納芯微推出超低功耗TMR開關(guān)/鎖存器 NSM105x系列
2023年10月9日，上海 —— 納芯微宣布推出基于隧道磁阻 (TMR) 的超低功耗磁開關(guān)/鎖存器NSM105x系列，為數(shù)字位置檢測提供高精度的解決方案...
換一批
編輯推薦廠商產(chǎn)品技術(shù)軟件/工具OS/語言教程專題
| 電機控制 | DSP | 氮化鎵 | 功率放大器 | ChatGPT | 自動駕駛 | TI | 瑞薩電子 |
| BLDC | PLC | 碳化硅 | 二極管 | OpenAI | 元宇宙 | 安森美 | ADI |
| 無刷電機 | FOC | IGBT | 逆變器 | 文心一言 | 5G | 英飛凌 | 羅姆 |
| 直流電機 | PID | MOSFET | 傳感器 | 人工智能 | 物聯(lián)網(wǎng) | NXP | 賽靈思 |
| 步進電機 | SPWM | 充電樁 | IPM | 機器視覺 | 無人機 | 三菱電機 | ST |
| 伺服電機 | SVPWM | 光伏發(fā)電 | UPS | AR | 智能電網(wǎng) | 國民技術(shù) | Microchip |
| Arduino | BeagleBone | 樹莓派 | STM32 | MSP430 | EFM32 | ARM mbed | EDA |
| 示波器 | LPC | imx8 | PSoC | Altium Designer | Allegro | Mentor | Pads |
| OrCAD | Cadence | AutoCAD | 華秋DFM | Keil | MATLAB | MPLAB | Quartus |
| C++ | Java | Python | JavaScript | node.js | RISC-V | verilog | Tensorflow |
| Android | iOS | linux | RTOS | FreeRTOS | LiteOS | RT-THread | uCOS |
| DuerOS | Brillo | Windows11 | HarmonyOS |
關(guān)注我們的微信
下載發(fā)燒友APP
電子發(fā)燒友觀察
版權(quán)所有 ? 湖南華秋數(shù)字科技有限公司
長沙市望城經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)航空路6號手機智能終端產(chǎn)業(yè)園2號廠房3層（0731-88081133）
電子發(fā)燒友 （電路圖） 湘公網(wǎng)安備43011202000918
工商網(wǎng)監(jiān)
湘ICP備2023018690號-1
