锁存器与触发器总结
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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。
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。
寄存器,触发器,锁存器之间的区别与联系触发器锁存器(latch)基本概念:锁存器是电平触发的存储单元,非同步控制。
当处输入时钟或者使能处于无效电平时保持原来的信号值;当处输入时钟或者使能处于有效电平时,锁存器相当于一个缓冲器,输出对输入是透明的,输入立即体现在输出端,这时,由于布线延迟的不同,不同输入信号到达锁存器的时间就不同,便产生了毛刺,这就是锁存器不稳定的原因。
不能过滤毛刺,这对于下一级电路是极其危险的。
无异步复位,不能在芯片上电时处于一个确定的状态。
锁存器应用:1.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;2.在甚高速电路(CPU)中应用;3.有些地方没有时钟,也只能用latch了;4.在有些设计中,也不可避免地需要用到锁存器(例如,在PCI接口设计中,如果不用锁存器,设计者就不可能完成PCI规范中对Reset 功能的定义);锁存器优点:面积小,速度快。
锁存器比触发器快,所以用在地址锁存是很合适的,不过一定要保证所有的锁存器信号源的质量,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。
与触发器相比,锁存器完成同一个功能所需要的逻辑门的数量要少,可以提高集成度,所以在ASIC中用的较多。
锁存器缺点:1.时序分析困难。
但是对latch进行STA的分析也是可以的,当前PrimeTime、RTL compiler、Design Compiler是支持进行latch分析的,但是要求对工具相当熟悉才行,否则很容易出错。
2.无法过滤毛刺;3.在FPGA中往往没有锁存器,需要用触发器和LUT来构成,浪费逻辑资源。
HDL描述电路时如何避免产生锁存器:1.组合逻辑电路的always块中,输入信号在always后面的敏感信号列表中不能有遗漏(可以用Verilog2001的风格:always @*)。
2.对所有输入条件都要赋值,以覆盖所有条件分支。
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。
三态输出触发器和锁存器实验报告有数据1. 理解三态输出触发器和锁存器的工作原理;2. 掌握三态输出触发器和锁存器的实验方法;3. 熟悉使用示波器进行实验测量和数据分析。
实验器材:- 简易逻辑实验箱- 三态输出触发器芯片(例如74LS373)- 锁存器芯片(例如74LS175)- 计时器芯片(例如555)- 示波器- 电源和电线等其他辅助器材实验原理:1. 三态输出触发器(Tri-state Output Flip-Flop):三态输出触发器是一种特殊的双稳态触发器,其输出可以处于三种状态之一: 高电平、低电平和高阻态(High-Z)。
利用一个使能端(Enable)来控制输出状态,当使能端为低电平时,输出处于高阻态,此时输出不受触发器的状态控制;当使能端为高电平时,输出由触发器的状态决定。
74LS373是一种广泛使用的三态输出触发器芯片,其引脚功能如下(以16位为例):- D0 ~ D15: 数据输入端,用于输入要存储的数据;- OE:输出使能端,用于控制输出状态;- LE:锁存使能端,用于控制存储操作;- Q0 ~ Q15: 输出端,输出存储的数据。
实验中,我们将通过控制OE和LE端的电平来实现三态输出触发器的控制和数据存储。
2. 锁存器(Latch):锁存器是一种具有存储功能的触发器,可以通过控制使能端来实现数据的锁存和释放。
常见的锁存器有SR锁存器和D锁存器等。
74LS175是一种广泛使用的锁存器芯片,其引脚功能如下(以四位为例):- D0 ~ D3: 数据输入端,用于输入要存储的数据;- EN: 使能端,用于控制存储操作;- Q0 ~ Q3: 输出端,输出存储的数据。
实验中,我们将通过控制EN端的电平来实现锁存器的控制和数据存储。
实验步骤:实验一: 三态输出触发器实验1. 连接电路: 将74LS373芯片插入实验箱中,并按照引脚功能连接电路,包括数据输入端、输出端、输出使能端和锁存使能端等。
锁存器、触发器和寄存器分析触发器:flipflop,锁存器:latch,寄存器:register锁存器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.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。
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,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。
触发器触发器是边沿敏感的存储单元,数据存储的动作有某一信号的上升或者下降沿进行同步的。
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.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。
寄存器用来存放数据的一些小型存储区域,用来暂时存放参与运算的数据和运算结果。
其实寄存器就是一种常用的时序逻辑电路,但这种时序逻辑电路只包含存储电路。
寄存器的存储电路是由锁存器或触发器构成的,因为一个锁存器或触发器能存储1位二进制数,所以由N个锁存器或触发器可以构成N位寄存器。
触发器是在时钟的沿进行数据的锁存的,而锁存器是用电平使能来锁存数据的。
所以触发器的Q输出端在每一个时钟沿都会被更新,而锁存器只能在使能电平有效器件才会被更新。
有一些教科书里的触发器实际是锁存器。
在FPGA设计中建议如果不是必须那么应该尽量使用触发器而不是锁存器。
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,钟控D触发器在使能情况下输出随输入变化,边沿触发器只有在边沿跳变的情况下输出才变化。
两个D锁存器可以构成一个D触发器,归根到底还是dff是边沿触发的,而latch是电平触发的。
锁存器的输出对输入透明的,输入是什么,输出就是什么,这就是锁存器不稳定的原因,而触发器是由两个锁存器构成的一个主从触发器,输出对输入是不透明的,必须在时钟的上升/下降沿才会将输入体现到输出,所以能够消除输入的毛刺信号。
锁存器和触发器锁存器(Latch)和触发器(Flip-flop)是数字电路中常用的存储元件。
它们能够存储一个或多个位的信息,并将其在需要的时候保持下去。
在数字电路中,锁存器和触发器常用于存储、传输和操作数据。
本文将介绍锁存器和触发器的基本原理、特性和应用。
1. 锁存器锁存器是一种能够存储和保持输入信号状态的元件。
它可以通过一个控制信号来控制存储和保持动作。
常见的锁存器有SR锁存器、D锁存器和JK锁存器。
1.1 SR锁存器SR锁存器是由两个交叉连接的与非门构成的。
它有两个输入信号:S(Set)和R(Reset)。
当S=1、R=0时,输入Q=1,输出Q’=0;当S=0、R=1时,输入Q=0,输出Q’=1;当S=0、R=0时,保持前一状态不变;当S=1、R=1时,无效。
SR锁存器的真值表如下:S R Q Q’0 0 Q Q’0 1 0 11 0 1 01 1 禁止禁止1.2 D锁存器D锁存器是由一个与非门和一个与门构成的。
它只有一个输入信号D(Data)。
当D=0时,输入Q=0,输出Q’=1;当D=1时,输入Q=1,输出Q’=0。
D锁存器的真值表如下:D Q Q’0 0 11 1 01.3 JK锁存器JK锁存器是由两个与非门和一个与门构成的。
它有两个输入信号J(Jump)和K(Kill)。
当J=1、K=0时,输入Q=1,输出Q’=0;当J=0、K=1时,输入Q=0,输出Q’=1;当J=0、K=0时,保持前一状态不变;当J=1、K=1时,输入Q’=Q’的反相。
JK锁存器的真值表如下:J K Q Q’0 0 Q Q’0 1 0 11 0 1 01 1 翻转翻转2. 触发器触发器是一种特殊的锁存器,它能够根据时钟信号进行同步操作。
触发器有很多种类,其中最常见的是D触发器、JK触发器和T触发器。
2.1 D触发器D触发器是一个带有使能端的触发器,它只有一个输入信号D(Data),一个时钟信号CLK(Clock)和一个使能信号EN(Enable)。