数字电子技术-锁存器和触发器
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数电基础---锁存器,触发器与寄存器你强任你强,清风过⼭岗你横任你横,明⽉照⼤江少说多做锁存器,触发器与寄存器在数字电路中需要具有记忆功能的逻辑单元。
能够存储1位⼆值信号的基本单元电路统称为触发器。
触发器具有两个基本特点:1,具有两个能⾃⾏保持的稳定状态,⽤来表⽰逻辑状态的0和1,或⼆进制数的0和1。
(能保持)2,在触发信号的操作下,根据不同的输⼊信号可以置成1或0状态。
(能置位)这⾥定义⾥⾯的触发信号很重要,触发器重要的在于触发锁存器锁存器与触发器的区别在于触发信号的有⽆锁存器的置1和置0操作是由输⼊的置1或置0信号直接完成的,不需要触发信号的触发。
SR锁存器⽤两个或⾮门组成的SR锁存器结构SR锁存器也可以⽤两个与⾮门来组成SR锁存器的真值表这⾥拿与⾮门组成的SR锁存器来分析当S D′为0,R D′为1的时候,因为与⾮门的作⽤,Q为1,Q′为0。
(置位)当R D′为0,S D′为1的时候,因为与⾮门的作⽤,Q′为1,Q为0。
(复位)当R D′为1,S D′也为1的时候,因为与⾮门的作⽤,Q与Q′的值将保持不变。
(对于上⾯的与⾮门来说,1与Q′先进⾏与运算为Q′,再进⾏⾮运算得到的输出为Q)(保持)当R D′为0,S D′也为0的时候,因为与⾮门的作⽤,Q为1,Q′也为1。
如果下⼀时刻S D′为0,R D′为1的时候,Q为1,Q′为0,就⼜回到了置位的状态,这种情况下好像没什么事情,只不过中间出现Q与Q′全为1的情况,每个状态我们都是可以确定的。
但如果R D′为0,S D′也为0,下⼀时刻R D′为1,S D′也为1,因为两个门期间的输出延时不同,会造成输出结果的不确定性,⽐如两个器件的输出延时相同,则会导致输出都为0,之后输出都为1,之后反复震荡 ......如果上⾯的与⾮门输出⽐较快,则Q为0,下⾯的门电路再输出为1,如果下⾯的⽐较快也同理,这就会出现,如果输⼊全为0,再全为1,会导致输出结果的不确定性,在使⽤这种锁存器时,要注意不能出现这种情况,应该避免出现这种情况,即要遵守S D R D=0的条件。
校招基础——锁存器和触发器基本概念1、名词解释锁存器(latch)是电平触发的存储单元,数据存储的动作取决于输⼊时钟(或者使能)信号的电平值,尽当锁存器处于使能状态时,输出才会随着数据输⼊发⽣变化。
触发器(flipflop)是边沿敏感的存储单元,数据存储的动作由某⼀信号的上升或者下降沿⾏同步的。
(钟控D触发器其实就是D锁存器,边沿D触发器才是真正的D触发器)寄存器(register)是⽤来暂时存放参与运算的数据和运算结果。
在实际的数字系统中,通常把能够⽤来存储⼀组⼆进制代码的同步时序逻辑电路称为寄存器。
2、锁存器和触发器的区别锁存器同其所有的输⼊信号相关,是电平触发,当输⼊信号变化时锁存器就变化,没有时钟端,属于异步电路设计,时序分析困难且浪费⼤量芯⽚资源。
触发器受时钟控制的边沿触发,只有在时钟触发时才采样当前的输⼊产⽣输出,当然因为锁存器和触发器⼆者都是时序逻辑,所以输出不但同当前的输⼊相关,还同上⼀时间的输出相关。
3、触发器、锁存器、寄存器的区别?由于触发器内有记忆功能,因此利⽤触发器可以⽅便地构成寄存器。
由于⼀个触发器能够存储⼀位⼆进制码,所以把n个触发器的时钟端⼝连接起来就能构成⼀个存储n位⼆进制码的寄存器。
从寄存数据的⾓度来讲,寄存器和锁存器的功能是相同的;它们的区别在于寄存器是同步时钟控制,⽽锁存器是电位信号控制。
4、锁存器有哪些缺点?锁存器在不锁存数据时,输出端的信号随输⼊信号变化,就像信号通过⼀个缓存器⼀样;⼀旦锁存信号起锁存作⽤,则数据被锁住,输⼊信号不起作⽤。
因此锁存器也称为透明锁存器,指的是不锁存时输出对输⼊是透明的。
此外锁存器还有以下⼀些缺点:(1)对⽑刺敏感,不能异步复位,所以上电后处于不确定的状态。
(2)锁存器会使静态时序分析变得⾮常复杂。
(3)在 FPGA 中,基本的单元时由查找表和触发器组成的,若⽣成锁存器反⽽需要更多的资源。
5、触发器有哪些类型?根据逻辑功能不同:RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器和T'触发器等。
一、锁存器锁存器(latch)---对脉冲电平敏感,在时钟脉冲的电平作用下改变状态锁存器是电平触发的存储单元,数据存储的动作取决于输入时钟(或者使能)信号的电平值,仅当锁存器处于使能状态时,输出才会随着数据输入发生变化。
锁存器不同于触发器,它不在锁存数据时,输出端的信号随输入信号变化,就像信号通过一个缓冲器一样;一旦锁存信号起锁存作用,则数据被锁住,输入信号不起作用。
锁存器也称为透明锁存器,指的是不锁存时输出对于输入是透明的。
锁存器(latch):我听过的最多的就是它是电平触发的,呵呵。
锁存器是电平触发的存储单元,数据存储的动作取决于输入时钟(或者使能)信号的电平值,当锁存器处于使能状态时,输出才会随着数据输入发生变化。
(简单地说,它有两个输入,分别是一个有效信号EN,一个输入数据信号DATA_IN,它有一个输出Q,它的功能就是在EN有效的时候把DATA_IN的值传给Q,也就是锁存的过程)。
应用场合:数据有效迟后于时钟信号有效。
这意味着时钟信号先到,数据信号后到。
在某些运算器电路中有时采用锁存器作为数据暂存器。
缺点:时序分析较困难。
不要锁存器的原因有二:1、锁存器容易产生毛刺,2、锁存器在ASIC设计中应该说比ff要简单,但是在FPGA的资源中,大部分器件没有锁存器这个东西,所以需要用一个逻辑门和ff来组成锁存器,这样就浪费了资源。
优点:面积小。
锁存器比FF快,所以用在地址锁存是很合适的,不过一定要保证所有的latch信号源的质量,锁存器在CPU设计中很常见,正是由于它的应用使得CPU的速度比外部IO部件逻辑快许多。
latch完成同一个功能所需要的门较触发器要少,所以在asic中用的较多。
二、触发器触发器(Flip-Flop,简写为 FF),也叫双稳态门,又称双稳态触发器。
是一种可以在两种状态下运行的数字逻辑电路。
触发器一直保持它们的状态,直到它们收到输入脉冲,又称为触发。
当收到输入脉冲时,触发器输出就会根据规则改变状态,然后保持这种状态直到收到另一个触发。
电路中的触发器与锁存器电路中的触发器和锁存器是数字电子电路中非常重要的组件。
它们在计算机、通信设备和各种数字系统中起着关键的作用。
触发器和锁存器可以存储和传输二进制数据,是数字电路中的存储单元。
一、触发器触发器是一种多稳态逻辑电路,可以存储和处理二进制数据。
它可以将输入信号通过时钟脉冲的触发而切换到输出端。
触发器有两个稳态,即使时钟信号停止,触发器的输出也会保持不变。
在数字电路中,常用的触发器有SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
SR触发器是最简单的触发器之一,它有两个输入端,分别是S (Set,设定)和R(Reset,复位)。
当S和R都为低电平时,输出保持不变;当S为高电平,R为低电平时,输出为高电平;当S为低电平,R为高电平时,输出为低电平;而当S和R都为高电平时,则为禁止状态。
D触发器也是一种常用的触发器,它只有一个输入端D。
当时钟信号到来时,输入端的值被传送到输出端。
这使得D触发器非常适用于数据存储、寄存器和移位寄存器等应用。
JK触发器是一种可改变输出状态的触发器。
它有两个输入端,分别是J(Set)和K(Reset)。
当时钟信号到来时,JK触发器的输出将根据J、K的状态进行切换。
当J和K同时为1时,输出反转;当J和K同时为0时,输出保持上一个状态不变;当J为1,K为0时,输出为1;而当J为0,K为1时,输出为0。
T触发器是一种特殊的JK触发器,它只有一个输入端T(Toggle,翻转)。
当时钟信号到来时,T触发器的输出将根据输入端的状态进行翻转。
如果T为1,输出翻转;如果T为0,输出保持不变。
二、锁存器锁存器是一种用来存储和传输二进制数据的电路。
它可以在时钟信号的作用下,将数据保持在输出端,并在时钟信号改变时刷新数据。
常用的锁存器有RS锁存器、D锁存器和JK锁存器等。
RS锁存器和SR触发器的工作原理类似,有两个输入端R和S,用于设置和复位。
当R和S同时为0时,输出保持不变;当R为1,S为0时,输出为1;当R为0,S为1时,输出为0;而当R和S同时为1时,则为禁止状态。
一、锁存器锁存器(latch)---对脉冲电平敏感,在时钟脉冲的电平作用下改变状态锁存器是电平触发的存储单元,数据存储的动作取决于输入时钟(或者使能)信号的电平值,仅当锁存器处于使能状态时,输出才会随着数据输入发生变化。
锁存器不同于触发器,它不在锁存数据时,输出端的信号随输入信号变化,就像信号通过一个缓冲器一样;一旦锁存信号起锁存作用,则数据被锁住,输入信号不起作用。
锁存器也称为透明锁存器,指的是不锁存时输出对于输入是透明的。
锁存器(latch):我听过的最多的就是它是电平触发的,呵呵。
锁存器是电平触发的存储单元,数据存储的动作取决于输入时钟(或者使能)信号的电平值,当锁存器处于使能状态时,输出才会随着数据输入发生变化。
(简单地说,它有两个输入,分别是一个有效信号EN,一个输入数据信号DATA_IN,它有一个输出Q,它的功能就是在EN有效的时候把DATA_IN的值传给Q,也就是锁存的过程)。
应用场合:数据有效迟后于时钟信号有效。
这意味着时钟信号先到,数据信号后到。
在某些运算器电路中有时采用锁存器作为数据暂存器。
缺点:时序分析较困难。
不要锁存器的原因有二:1、锁存器容易产生毛刺,2、锁存器在ASIC设计中应该说比ff要简单,但是在FPGA的资源中,大部分器件没有锁存器这个东西,所以需要用一个逻辑门和ff来组成锁存器,这样就浪费了资源。
优点:面积小。
锁存器比FF快,所以用在地址锁存是很合适的,不过一定要保证所有的latch信号源的质量,锁存器在CPU设计中很常见,正是由于它的应用使得CPU的速度比外部IO部件逻辑快许多。
latch完成同一个功能所需要的门较触发器要少,所以在asic中用的较多。
二、触发器触发器(Flip-Flop,简写为 FF),也叫双稳态门,又称双稳态触发器。
是一种可以在两种状态下运行的数字逻辑电路。
触发器一直保持它们的状态,直到它们收到输入脉冲,又称为触发。
当收到输入脉冲时,触发器输出就会根据规则改变状态,然后保持这种状态直到收到另一个触发。