锁存器使用总结

寄存器和锁存器设计实验报告总结一、实验内容学习寄存器和锁存器的基本概念、分类以及工作原理；利用基本电路元件搭建寄存器和锁存器的电路结构；进行实验验证，并分析实验结果。

二、实验步骤确定实验目的和要求；学习寄存器和锁存器的基本概念、分类以及工作原理；根据实验要求，利用基本电路元件搭建寄存器和锁存器的电路结构；对搭建好的电路进行实验验证；分析实验结果并撰写实验报告。

三、实验原理寄存器是一种用于存储数据的器件，它可以暂时存储数据并在需要时将其取出使用。

根据存储方式的不同，寄存器可以分为随机访问寄存器（RAM）和只读存储器（ROM）等类型。

其中，RAM是一种能够被多次读取的存储器件，而ROM则是一种只能被读取一次的存储器件。

锁存器是一种能够保持输入信号不变的器件。

当输入信号为高电平时，锁存器的输出端也会变为高电平；当输入信号为低电平时，锁存器的输出端也会变为低电平。

锁存器的特点是能够将输入信号暂时保存下来，以便后续使用。

四、实验过程及结果分析在搭建寄存器电路时，我们采用了与门、或门、非门等基本逻辑门电路来实现寄存器的读写功能。

具体来说，我们将一个触发器作为主控单元，通过控制触发器的输入端来实现数据的读写操作。

同时，为了保证数据的安全性，我们在主控单元周围添加了一个锁存器来进行数据的保护。

在搭建锁存器电路时，我们同样采用了与门、或门、非门等基本逻辑门电路来实现锁存器的开关功能。

具体来说，我们将一个触发器作为主控单元，通过控制触发器的输入端来实现数据的开关操作。

同时，为了保证数据的稳定性，我们在主控单元周围添加了一个与门来实现数据的同步更新。

五、结论与展望通过本次实验的学习与实践，我们深入了解了寄存器和锁存器的基本原理和应用场景。

同时，我们也掌握了一些基本的电路设计和调试技巧。

在未来的学习和工作中，我们将继续深入研究计算机组成原理的相关知识和技术，不断提升自己的实践能力和创新能力。

第5章 锁存器和触发器一、触发器分类：基本R-S 触发器、同步RS 触发器、同步Ｄ触发器、 主从R-S 触发器、主从JK 触发器、边沿触发器{上升沿触发器（Ｄ触发器、JK 触发器）、下降沿触发器（Ｄ触发器、JK 触发器） 二、触发器逻辑功能的表示方法触发器逻辑功能的表示方法，常用的有特性表、卡诺图、特性方程、状态图及时序图。

对于第5章 表示逻辑功能常用方法有特性表，特性方程及时序图 对于第6章 上述5种方法其本用到。

三、各种触发器的逻辑符号、功能及特性方程 1.基本R-S 触发器 逻辑符号 逻辑功能特性方程：若0,1==S R ，则01=+n Qnn Q R S Q+=+1若0,0==S R ，则11=+n Q0=⋅S R （约束条件） 若0,1==S R ，则n n Q Q =+1若1,1==S R ，则Q Q =＝1（不允许出现）2.同步RS 触发器n n Q R S Q +=+1（CP ＝1期间有效） 若0,1==S R ，则01=+n Q0=⋅S R （约束条件） 若0,0==S R ，则11=+n Q若0,1==S R ，则n n Q Q =+1 若1,1==S R ，则Q Q =＝1处于不稳定状态3.同步Ｄ触发器 特性方程D Qn =+1(CP=1期间有效)4.主从R-S 触发器特性方程n n Q R S Q +=+1(作用后)0=⋅S R 约束条件逻辑功能若0,1==S R ，CP 作用后，01=+n Q 若1,0==S R ，CP 作用后，11=+n Q 若0,0==S R ，CP 作用后，n n Q Q =+1 若1,1==S R ，CP 作用后，处于不稳定状态Note: CP 作用后指ＣＰ由0变为1，再由1变为0时 5.主从JK 触发器特性方程为：n n n Q K Q J Q +=+1(CP 作用后)逻辑功能若0,1==K J ，CP 作用后，11=+n Q 若1,0==K J ，CP 作用后，01=+n Q 若0,1==K J ，CP 作用后，n n Q Q =+1(保持) 若1,1==K J ，CP 作用后，n n Q Q =+1(翻转) 7. 边沿触发器边沿触发器指触发器状态发生翻转在CP 产生跳变时刻发生， 边沿触发器分为：上升沿触发和下降沿触发1）边沿Ｄ触发器 ①上升沿Ｄ触发器其特性方程D Q n =+1(CP 上升沿到来时有效) ②下降沿Ｄ触发器其特性方程D Qn =+1(CP 下降沿到来时有效)2）边沿JK 触发器①上升沿JK 触发器其特性方程n n n Q K Q J Q +=+1 (CP 上升沿到来时有效) ②下降沿JK 触发器 其特性方程nnn Q K Q J Q +=+1(CP 下降沿到来时有效)3）Ｔ触发器 ①上升沿Ｔ触发器其特性方程n n Q T Q ⊕=+1(CP 上升沿到来时有效) ②下降沿Ｔ触发器其特性方程:n n Q T Q ⊕=+1(CP 下降沿到来时有效)端波形，设触发器初始状态为0.由于所用触发器为下降沿触发的Ｄ触发器，其特性方程为D Q n =+1＝n Q (CP 下降沿到来时) Ｂ=CP ＝n Q A ⊕1t 时刻之前 1=n Q ，n Q ＝0，Ａ＝0CP=B=0⊕0=01t 时刻到来时 0=n Q ，Ａ＝1CP=B=1⊕0=1 0=n Q 不变2t 时刻到来时 Ａ＝0，0=n Q ，故B=CP=0，当CP 由1变为0时，=+1n Q n Q ＝0＝1当=+1n Q 1，而A=0⇒CP=13t 时刻到来时，A=1，1=n Q ⇒CP=A ⊕n Q =0当CP ＝0时，=+1n Q n Q ＝0当01=+n Q 时，由于A=1，故CP= A ⊕n Q =1图Ａ 图Ｂ若电路如图C 所示，设触发器初始状态为0，C 的波形如图D 所示,试画出Ｑ及Ｂ端的波形当特性方程D Q n =+1＝n Q （CP 下降沿有效）1t 时刻之前，A=0, Q=0, CP=B=1=⊗n Q A1t 时刻到来时 Ａ＝1， 0=n Q 故CP=B=001=⊗=⊗n Q A当CP 由1变为0时，=+1n Q n Q ＝1当n Q ＝1时，由于A=1,故CP ＝11⊗，n Q 不变2t 时刻到来时， Ａ＝0，n Q ＝1，故CP=B=01=⊗A此时，CP 由1变为0时，=+1n Q n Q ＝0 当n Q ＝0时，由于Ａ＝0故CP=0⊗0=13t 时刻到来时，由于A=1，而n Q ＝0，故CP ＝0=⊗n Q AB当CP 由1变为0时，=+1n Q n Q ＝1当Ｑ＝1时，由于Ａ＝1，故ＣＰ＝Ｂ＝111=⊗图C 图D例：试写出如图示电路的特性方程，并画出如图示给定信号CP 、Ａ、Ｂ作用下Ｑ端的波形，设触发器的初始状态为0.解：由题意该触发器为下降沿触发器JK 触发器其特性方程n n n Q K Q J Q +=+1（CP 下降沿到来时有效）其中B A J ⋅= B A K +=由JK 触发器功能： J=1, K=0 CP 作用后=+1n Q1J=0, K=0 CP 作用后=+1nQ 0 J=0, K=0 CP 作用后=+1n Q n Q J=1, K=1 CP 作用后=+1n Q n Q。

锁存器的作用范文锁存器（latch）是一种重要的数字电路元件，主要用于存储和传输数据。

它常被用于寄存器、计数器、存储器等电路中。

锁存器的主要作用包括以下几个方面：1.数据存储：锁存器能够存储一个或多个比特的数据，并在需要时将其保持不变。

这种数据存储的能力使得锁存器非常适用于需要临时保存数据的场合，如数据传输、信号处理、数据缓存等。

2.数据传输：锁存器可以将存储的数据传输到其他电路中，实现数据的传输和共享。

通常情况下，锁存器内部有一个输入端和一个输出端，输入端用于接收来自其他电路的数据，输出端用于将存储的数据传递给其他电路。

这种数据传输机制使得锁存器能够实现不同电路之间的数据共享和通信。

3.数据保持：锁存器能够在需要时保持存储的数据不变，不受输入信号的影响。

在控制信号的作用下，锁存器可以将存储的数据保持在输出端，即使输入信号的状态发生变化，锁存器内部的存储数据仍然不变。

这种数据保持功能非常重要，可以确保数据在需要的时候被正确地传输和使用。

4.数据捕获：锁存器能够捕获输入信号的状态并将其存储下来。

当锁存器处于捕获模式时，它会根据控制信号的改变，将输入信号的状态存储在锁存器内部。

这种数据捕获的功能在时序电路和同步系统中非常有用，使得数据能够被按照时序和时钟信号进行处理。

5.时序控制：锁存器具有时序控制的功能，能够根据时钟信号的作用，控制数据存储和传输的时机。

通常情况下，锁存器会在时钟信号的上升或下降沿触发，存储或传输数据。

这种时序控制机制使得锁存器能够对数据进行同步处理，以确保正确的数据流动和处理顺序。

除了以上几个作用，锁存器还常常被用于实现逻辑运算、状态转换和时序控制等功能。

在现代计算机系统和数字电路中，锁存器是非常重要的一种组件，被广泛应用于存储、传输和处理数据的各个环节。

通过合理设计和使用锁存器，可以实现高效、稳定的数据存储和传输，提高系统的可靠性和性能。

电路中的触发器与锁存器的原理与应用在电子学中，触发器和锁存器是两种重要的数字电路元件，常用于存储和控制信号。

它们的原理和应用是学习数字电路的基础内容。

一、触发器的原理与应用触发器是一种电子开关，可以通过外部输入信号改变其内部状态。

常见的触发器有RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。

以RS触发器为例，其原理是基于反馈原理和逻辑门的工作方式。

RS触发器有两个输入端S和R，一个输出端Q和其反相输出端Q'。

当输入为特定状态时，触发器的输出会被保持。

当输入信号变化时，触发器的输出也会相应改变。

触发器的应用广泛，其中一个重要的应用领域是存储器的设计。

在计算机的存储器中，触发器被用来存储和读取信息。

例如，SRAM（静态随机存储器）就是使用了大量的触发器作为存储单元。

此外，触发器还可以用于时钟电路、序列电路以及数字系统中的状态控制。

二、锁存器的原理与应用锁存器是一种能够存储数据并将其保持不变的电路。

它能够在需要时暂停或延迟信号的传输。

常见的锁存器有D锁存器、JK锁存器和SR锁存器等。

以D锁存器为例，它的原理是将输入信号直接存储在锁存器中，并在时钟信号的控制下将其放大到输出端。

D锁存器可以用于时序电路和通信系统中的信息存储和传输。

锁存器的应用非常广泛。

在数字系统中，锁存器常被用于存储并行输入数据，延迟信号传输和数据同步。

在通信系统中，锁存器可以用于接收和发送信号的同步和缓冲。

此外，锁存器还可以用于编解码器、计数器和频率分频器等电路中。

三、触发器和锁存器的区别与联系虽然触发器和锁存器有相似之处，但它们也存在一些区别和联系。

首先，触发器和锁存器都是用来存储信息的电子元件，但触发器是有状态的，而锁存器是无状态的。

触发器的输出依赖于输入信号的变化，而锁存器的输出则保持在一个特定的状态。

其次，触发器和锁存器在应用方面也有区别。

触发器常用于时序电路和状态控制，可以用来实现各种逻辑功能。

而锁存器则主要用于存储和传输信号，用来实现数据的存储和延迟传输。

锁存器使用总结本文要点1：锁存器的主要作用2：74HC573引脚图3：74HC573电路连接及使用说明锁存器辨析所谓锁存器，就是输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化，仅在有锁存信号时输入的状态被保存到输出，直到下一个锁存信号到来时才改变。

典型的锁存器逻辑电路是 D 触发器电路。

PS：锁存信号（即对LE赋高电平时Data端的输入信号）。

锁存，就是把信号暂存以维持某种电平状态。

锁存器的最主要作用1：缓存、2：完成高速的控制其与慢速的外设的不同步问题、3：是解决驱动的问题（提供的电流比51IO口输出电流大）4：拓展I/O口(可以很猥琐的用锁存器幂叠加方法，即锁存器的Q再接锁存器~ 实现IO口的无限拓展···)锁存器应用实例：I/O口复用：当单片机连接片外存储器时，要接上锁存器，这是为了实现地址的复用。

假设，MCU 端口其中的8 路的I/O 管脚既要用于地址信号又要用于数据信号，这时就可以用锁存器先将地址锁存起来。

（具体操作：先送地址信息，由ＡＬＥ使能锁存器将地址信息锁存在外设的地址端，然后送数据信息和读写使能信号，在指定的地址进行读写操作）如果单片机的总线接口只作一种用途，不需要接锁存器；如果单片机的总线接口要作两种用途，就要用到锁存器。

例如：一个I/O口要控制两个LED，对第一个LED 送数据时，“打开”第一个锁存器而“锁住”第二个锁存器，使第二个LED 上的数据不变。

对第二个LED 送数据时，“打开”第二个锁存器而“锁住”第一个锁存器，使第一个LED 上的数据不变。

如果单片机的一个口要做三种用途，则可用三个锁存器，操作过程相似。

就这一种用法而言，可以把锁存器视为单片机的I/O 口的扩展器。

74HC573引脚分布图由上边这个真值表可以看出：OE为高时，输出始终为高阻态，此时芯片处于不可控制状态，所以在一般应用中，我们必须将OE接低电平。

LE则是输出端状态改变使能端，当LE为低电平，输出端Q始终保持上一次存储的信号（从D端输入），当LE为高电平时，Q紧随D的状态变化，并将D的状态锁存。

锁存器、触发器、寄存器和缓冲器一、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。

（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）。

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。

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（专用集成电路）设计中应该说比ff（触发器）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。

（用CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程逻辑阵列）来进行ASIC设计是最为流行的方式之一）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。

74ls595 (8位输出锁存移位寄存器)的使用方法1推荐单片机与74LS595(8位输出锁存移位寄存器)的使用方法<>google_render_ad();74595的数据端：QA--QH: 八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。

QH': 级联输出端。

我将它接下一个595的SI端。

SI: 串行数据输入端。

74595的控制端说明：/SCLR(10脚): 低点平时将移位寄存器的数据清零。

通常我将它接Vcc。

SCK(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。

QA-->QB-->QC-->...-->QH；下降沿移位寄存器数据不变。

（脉冲宽度：5V时，大于几十纳秒就行了。

我通常都选微秒级）RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。

通常我将RCK置为低点平，当移位结束后，在RCK端产生一个正脉冲（5V时，大于几十纳秒就行了。

我通常都选微秒级），更新显示数据。

/G(13脚): 高电平时禁止输出（高阻态）。

如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控制它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。

比通过数据端移位控制要省时省力。

注:1)74164和74595功能相仿，都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。

74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小,14脚封装，体积也小一些。

2)74595码管没有闪烁感。

3)595是串入并出带有锁存功能移位寄存器，它的使用方法很简单，在正常使用时SCLR为高电平，G为低电平。

从一位数据，串行输595是串入并出带有锁存功能移位寄存器，它的使用方法很简单，如下面的真值表，在正常使用时SCLR为高电平，G为低电平。

从SER每输入一位数据，串行输入时钟SCK上升沿有效一次，直到八位数据输入完毕，输出时钟上升沿有效一次，此时，输入的数据就被送到了输出端。

入时钟SCK上升沿有效一次，直到八位数据输入完毕，输出时钟上升沿有效一次，此时，输入的数据就被送到了输出端。

为什么要使用锁存器锁存器（Latch）是一种重要的电子元件，广泛应用于数字电路和计算机系统中。

它的作用是暂时存储和保持数字信号的数值，为后续处理提供稳定的输入。

为什么要使用锁存器？本文将从锁存器的功能、应用场景和优势等方面进行探讨。

1. 锁存器的功能锁存器是一种存储元件，主要用于在数字系统中暂存和保持信号的状态。

它可以存储2进制位（bit）或多位（n-bit）数据，并在需要的时候将所存储的数据输出。

与触发器（Flip-Flop）相比，锁存器在没有时钟输入的情况下，可以实现静态存储，即无需周期性地刷新数据。

这种功能使得锁存器可以作为暂时存储器官冲突解决、数据传送和时序控制等方面发挥重要作用。

2. 锁存器的应用场景2.1 冲突解决在计算机系统中，可能会出现多个任务同时要求访问某一资源的情况，这就产生了资源冲突。

而锁存器的引入可以有效解决这种冲突问题。

通过在资源前设置一个锁存器，可以保持资源的独占状态，其他任务必须等待该锁存器被释放后才能访问该资源，从而避免了冲突的发生。

2.2 数据传输锁存器在数据传输中也具有重要作用。

当需要将数据从一个系统传输到另一个系统时，可以使用锁存器来暂存数据。

通过输入端口将数据写入锁存器，然后在需要时从输出端口读取数据。

这样一来，数据传输可以在不同系统的不同时钟周期内进行，提高了传输的灵活性和可靠性。

2.3 时序控制在数字电路中，时序控制对于系统的正确运行至关重要。

锁存器可以用来存储和调整信号的时序关系，确保信号在正确的时间被使用。

通过控制锁存器的输入和输出时序，可以实现诸如频率分频、相位调整等功能。

这对于系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

3. 锁存器的优势使用锁存器具有以下几个优势：3.1 高速存储与存储器相比，锁存器的存储速度更快。

由于锁存器是一种组合逻辑电路，不具备周期性刷新的需求，它可以立即响应输入信号的变化，实现实时的数据存储和输出。

3.2 简单实现锁存器的实现相对简单，通常由几个逻辑门组成。

锁存的作用
锁存（英文为Latch）是一种电子电路元件，它负责锁定或存储信号的状态。

锁存器是数字电路中常见的元件之一，它被广泛应用于各种设备和系统中，具有以下几个主要作用：
1. 信号存储：锁存器可以将输入信号的状态存储在自身内部的存储器单元中，然后在需要时将存储的状态输出。

这样可以保持信号状态的稳定，防止信号丢失或变化。

2. 时序控制：锁存器可以用于时序控制电路中，用来存储和传递特定的时序信号。

通过控制锁存器的输入和输出，可以实现不同的时序操作和控制逻辑。

3. 数据传输：锁存器可以用来传输数据，在输入端接收数据，在输出端输出数据。

它可以用作数据暂存器，用于缓存传输数据或者解决数据传输速率不匹配的问题。

4. 寄存器：锁存器可以用作寄存器单元的基本构建模块。

多个锁存器可以组合成更大的寄存器，用于存储和操作大量的数据，例如在计算机的寄存器文件中存储运算操作的数据。

5. 状态记忆：锁存器可以用于状态存储和记忆。

在时序电路中，通过不同的输入信号和控制信号，可以改变锁存器的状态，从而实现状态的转换和状态记忆功
能。

总之，锁存器在数字电路中具有非常重要的作用，它可以用来存储、传输和操作信号、数据和状态信息，用于控制和处理各种电子设备和系统的工作。