D锁存器
D锁存器概述范文
D锁存器概述范文D锁存器是一种经典的数字电路元件，用于存储一位二进制数值。
由于其简单、可靠的特点，它被广泛应用于计算机的内存、寄存器、缓存等部分。
D锁存器的原理非常简单，它由一个器件和一个时钟信号组成。
器件可以是触发器、门电路等，常用的有D触发器和SR锁存器。
时钟信号用于控制存储的操作，D锁存器在时钟上升沿或下降沿根据输入信号的值更新存储的数值。
D锁存器的功能可以理解为一个存储器件，输入信号进入D锁存器后，经过一段延迟时间后被存储下来，并在时钟下降沿或上升沿更新输出。
这样，在时钟信号不更新时，输入信号可以在输出端保持稳定。
而当时钟信号更新时，输入信号的值即可被无延迟地传递到输出端。
D锁存器有两个主要的延迟时间：从时钟上升沿到输出端的延迟时间和从时钟下降沿到输出端的延迟时间。
这两个延迟时间主要取决于器件的特性和工作频率。
在计算机的设计中，D锁存器的延迟时间对于数据的可靠性和稳定性至关重要。
D锁存器主要用于存储一位二进制数值，其输入为D输入信号和时钟信号。
D输入信号是要存储的数据，而时钟信号则用于控制数据的存储和更新。
在实际应用中，D锁存器常常被用于数据缓存、寄存器和存储器等部件。
在数据缓存中，D锁存器用于临时存储从内存中读取的数据，以提高访问速度。
其基本原理是，当从内存中读取数据时，D锁存器将数据存储下来，并在时钟信号下降沿前更新输出到处理器中。
这样，在下一次处理器需要读取数据时，可以直接从D锁存器中读取，而无需再次访问内存。
在寄存器中，D锁存器用于存储处理器的状态、控制信号等信息。
当处理器执行一条指令时，其中的一些操作可能需要保存在寄存器中。
D锁存器提供了一种可靠的方式来存储这些临时数据，并在需要时传递给其他部件。
在存储器中，D锁存器用于存储从外部输入的数据。
例如，在输入设备将数据传递给计算机时，D锁存器将数据存储下来，并在时钟信号上升沿或下降沿更新输出给其他部件进行处理。
总之，D锁存器是一种常见的数字电路元件，它可以存储一位二进制数值，并在时钟信号更新时传递给其他部件。
d锁存器的原理和应用
d锁存器的原理和应用1. 什么是d锁存器?d锁存器是一种数字电路元件，用于存储和传输数字信息。
它是由逻辑门电路构成的，可以在时钟信号的控制下将输入信号存储在内部的存储单元中，并在时钟信号改变时将存储的值输出。
2. d锁存器的原理d锁存器的原理基于RS锁存器的改进。
它使用两个逻辑门构成的RS锁存器，一个是与非门(NOT gate)，另一个是与门(AND gate)。
d锁存器的输入端包括一个数据输入端(d)和一个时钟输入端(CK)。
当时钟输入为高电平时，d锁存器会将输入端的值保存在内部，并在时钟信号改变时输出保存的值。
d锁存器的逻辑图如下所示：_____| |D ---|______|--¬--| IN |--- Q`--|___|3. d锁存器的应用d锁存器在数字电路中具有广泛的应用，下面列举几个常见的应用场景。
3.1. 寄存器d锁存器可以用于构建寄存器，用于存储和传输多位的数据。
多个d锁存器可以通过串联的方式连接起来，构成一个多位寄存器。
寄存器常用于存储程序的计数器、状态标志位等信息。
3.2. 移位寄存器移位寄存器是一种特殊的寄存器，它可以将数据按照指定的方式进行移位。
d 锁存器是构建移位寄存器的基本元件之一。
多个d锁存器可以串联连接，通过控制信号实现数据的移位、清零等操作。
3.3. 数据选择器d锁存器可以用于构建数据选择器，用于在多个输入信号中选择需要传输的数据。
通过控制不同d锁存器的使能信号，可以选择特定的数据进行输出。
3.4. 时序电路d锁存器可以用于构建各种时序电路，如时序逻辑单元、计数器等。
时序电路可以实现对输入信号的时间控制和状态转换。
3.5. 状态机d锁存器可以用于构建有限状态自动机，用于描述具有离散状态的系统。
状态机常用于设计和控制复杂的数字系统，如通信协议、计算机控制单元等。
4. 总结d锁存器是一种常用的数字电路元件，用于存储和传输数字信息。
它的原理基于RS锁存器的改进，通过时钟信号控制输入信号的存储和输出。
第5章 锁存器与触发器
《数字电路与逻辑设计》
3) 状态转换图与激励表
将锁存器两个状态之间的转换及其所需要的输 入条件用图形的方式表示称为状态转换图（简称为 状态图），用表格的形式表示则称为激励表。
基本SR锁存器的状态图如下图所示，表5-2为 其激励表。
表5-2 基本SR锁存器的激励表
SD=0
RD=´
0
SD=1 RD=0
《数字电路与逻辑设计》
第5章 锁存器与触发器
本章主要内容
5.1 基本锁存器及其描述方法 5.2 门控锁存器 5.3 脉冲触发器 5.4 边沿触发器 5.5 逻辑功能和动作特点
《数字电路与逻辑设计》
本章重点：
掌握锁存器与触发器的电路结构、逻辑 功能和动作特点
本章难点：
触发器的工作原理
《数字电路与逻辑设计》
此外，锁存器的功能还可以用状态转换图和激 励表表示。
《数字电路与逻辑设计》
1) 特性表（真值表） 基本锁存器的特性表如表5-1所示。
表5-1 基本SR锁存器特性表 与非门构成的锁存器 或非门构成的锁存器 SD RD Q Q* SD RD Q Q* 1 1 0 0 0000 1 1 1 1 0011 1 0 0 0 0100 1 0 1 0 0110 0 1 0 1 1001 0 1 1 1 1011 0 0 0 × 1 1 0× 0 0 1 × 1 1 1×
《数字电路与逻辑设计》
(2) CLK为高电平时， 由于SD=(S·CLK)=S、RD=(R·CLK)=R，因 此门控锁存器将根据输入信号S和R实现其相应的 功能。
将SD=S、RD=R代入到基本锁存器的特性方 程Q*=SD+RD·Q，可得到门控锁存器的特性方程为
Q*=S+R·Q
d锁存器原理
d锁存器原理锁存器（Latch）是数字电路中常用的一种触发器，它可以存储一个比特（Bit）的信息，并且在时钟信号的作用下，可以对存储的信息进行读写操作。
在数字电路中，锁存器被广泛应用于寄存器、存储器、计数器等电路中，是数字系统中的重要组成部分。
本文将介绍锁存器的原理及其在数字电路中的应用。
首先，我们来了解一下锁存器的基本原理。
锁存器由两个互补的门电路构成，一般是由两个与门或两个或门构成。
其中，与门锁存器的输入端是使能端和数据端，当使能端为高电平时，数据端的输入信号可以被锁存器存储；而或门锁存器的输入端是使能端和数据端，当使能端为低电平时，数据端的输入信号可以被锁存器存储。
这两种类型的锁存器都可以实现数据的存储和读取操作。
在数字电路中，锁存器常用于存储器件中，如寄存器和存储器。
在寄存器中，锁存器可以用来存储指令、地址、数据等信息；在存储器中，锁存器可以用来存储临时数据、中间结果等。
此外，锁存器还可以用于构建计数器、状态机等电路，实现数字系统中的各种功能。
除了在数字电路中的应用外，锁存器还常用于时序电路中。
在时序电路中，锁存器可以用来实现数据的同步和延时操作，保证系统的稳定性和可靠性。
此外，锁存器还可以用于控制电路中，实现信号的存储和传递，保证系统的正常运行。
总的来说，锁存器是数字电路中常用的一种触发器，它可以实现数据的存储和读取操作，广泛应用于寄存器、存储器、计数器等电路中。
在数字系统中，锁存器是非常重要的组成部分，对系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。
希望通过本文的介绍，读者能对锁存器有一个更加深入的理解，并且能够在实际应用中灵活运用锁存器，提高数字系统的性能和可靠性。
D锁存器
深圳周立功
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4. 技术实现...................................................................................................................4
4.1
新建工程 ................................................................................................................... 4
5. 参考资料.................................................................................................................10
6. 免责声明................................................................................................................. 11
电子技术基础（数字部分）Verilog 同步教程
D 锁存器实验例程
版本 V1.00
日期 2009/03/06
修订历史
锁存器和D触发器
锁存器和D触发器锁存器和D触发器2010-10-05 09：34 D触发器是指由时钟边沿触发的存储器单元，锁存器指一个由信号而不是时钟控制的电平敏感的设备。
锁存器通过锁存信号控制，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。
锁存器和D触发器实现的逻辑功能基本相同，都是暂存数据。
由与非门搭建的话，锁存器所耗用的逻辑资源比D触发器少，所以使用锁存器有更高的集成度，但锁存器有一下缺点：(1)对毛刺敏感，毛刺信号会传递下去，无异步复位端，不能在芯片上电时处在一个确定的状态；(2)会使静态时序分析变得复杂，可测性不好，不利于设计的可重用，所以当今的ASIC设计中除了CPU这种甚高速电路，一般不提倡使用锁存器；(3)FPGA器件中有大量的D触发器结构而没有锁存器这种现成的结构，使用锁存器会更耗资源，如何避免使用锁存器：(1)时序逻辑电路中，可用带使能端的D触发器实现；(2)在组合进程中赋默认值；(3)对所有输入条件赋输入值，以覆盖所有条件分支(特别是if.else.和case结构)；(4)避免产生组合电路反馈，组合电路反馈会引起精确静态时序分析难以实现等一系列问题。
在有些设计中，不可避免的需要用到锁存器，如在PCI接口设计中要完成PCI规范中对Reset功能的定义。
可以通过多位选择器，有测试模式管脚做选择控制位来使设计是可测试的。
"触发器"泛指一类电路结构,它可以由触发信号(如：时钟,置位,复位等)改变输出状态,并保持这个状态直到下一个或另一个触发信号来到时,触发信号可以用电平或边沿操作.锁存器是触发器的一种应用类型.在CMOS电路中典型的锁存器(LATCH)是由两个反相器和两个数据开关组成,其中输入数据开关在闸门(GATE)电平操作下开启送入数据.当闸门关闭后,另一个数据开关开启,使两个反相器的串联闭合,形成RS触发器类型的正反馈电路,数据保持在这个RS触发器中,以达到锁存的目的,直到下一个闸门周期.由两个这样的锁存器可以级联成主从结构,并执行互补的操作.即前一个送入数据时,后一个保持先前的数据,而前一个锁存数据时,后一个送入这个新数据到输出端.形成一个边沿触发的D触发器,而闸门控制信号成为触发器的时钟.也可以认为D触发器是用时钟边沿锁存数据的,但习惯上不称其为锁存器LATCH.在CMOS芯片内部经常使用锁存器,但是在PCB板级结构上,建议用触发器在时钟边沿上锁存数据.这是因为在锁存器闸门开启期间数据的变化会直接反映到输出端,所以要注意控制闸门信号的脉冲宽度.而对于触发器,只考虑时钟的边沿latch和flip-flop都是时序逻辑，区别为：latch同其所有的输入信号相关，当输入信号变化时latch就变化，没有时钟端；flip-flop受时钟控制，只有在时钟触发时才采样当前的输入，产生输出。
5、触发器
RD = SD = 1
0
１
RD = 1 SD =
D锁存器的定时图 74HC/HCT373: 8D锁存器 4.典型集成电路
5.3 触发器的电路结构和工作原理
E 锁存器：（高）电平响应 锁存器在E为低电平时，不接受输入激励信号，状态保持不变； 当E为高电平时，锁存器接受输入激励信号，状态发生转移。 在E＝1且脉冲宽度较宽时，锁存器输出状态将随着输入信号 的变化出现连续不停的多次翻转。如果要求每来一个E脉冲锁
RDSD Qn 0 1 00 × × 01 0 0 11 0 1 10 1 1
图5-1-3
基本触发器卡诺图
特征方程：
由于S D和R D同时为0又同时恢复为 时，状态Q n1是不确定 1 的，所以输入信号S D和R D应满足S D R D = 1。
３、状态转移图 描述触发器状态变化及其相应输入条件的一种图形。
( 3) 当 R = 0， S = 0时，锁存器状态保持不 变，说明锁存器
具有保持功能。 ( 4) 当 R = 1， S = 1时，则Q = 0，Q = 0。
此时如果两个输入信号同时发生由0到1的变化，则会出现 所谓竞争现象。由于两个或非门的延迟时间无法确定，使得触 发器最终稳定状态也不能确定。约束条件：SR=0
存 器仅翻转一次，则对钟控信号约定电平的宽度有极其苛刻
的要求。为了避免多次翻转，必须采用其他的电路结构。 触发：在时钟脉冲作用下的电路状态刷新。 CP 上升沿触发 CP 下降沿触发
主要的三种电路结构:主从触发器、维持阻塞触发器、 利用传输延迟的触发器。
5.3.1 主从触发器
1.工作原理
主锁存器 D
1.逻辑门控D锁存器
数字逻辑设计-用5种不同方法说明D锁存器与D触发器的功能作用(纯原创)
1)用五种不同的方法描述D锁存器和D触发器的功能；2)锁存器和触发器进入无法预期状态（亚稳态）的原因分析；3)下载D触发器和D锁存器的规格说明PDF，理解动态参数的含义，分析这些定时参数与无法预期状态（亚稳态）的联系；4)对D锁存器和D触发器的功能进行波形仿真分工：1.1此处我们发现了6种方法，分别是功能的文字叙述、功能表、状态转移真值表、特征方程、状态图、时序图，下面进行详细介绍。
方法一：功能的文字叙述●D锁存器：功能分析文字描述：C = 0时，输出状态保持不变；C = 1时，输出随输入状态而改变。
●D触发器：功能分析文字描述：CLK=0时，主锁存器工作，接收输入信号Qm = D；从锁存器不工作，输出Q 保持不变。
CLK=1时，主锁存器不工作，Qm 保持不变；从锁存器工作，将Qm 传送到输方法二：功能表●D锁存器功能表D触发器功能表方法三：状态转移真值表●D锁存器状态转移真值表D触发器状态转移真值表方法四：特征方程●D锁存器特征方程：Q n+1 = D（C=1）●D触发器特征方程：Q n+1 = D方法五：状态图●D锁存器状态图●D锁存器状态图方法六：时序图●D锁存器时序图●D触发器时序图1.2什么是亚稳态：亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。
当一个触发器进入亚稳态引时，既无法预测该单元的输出电平，也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。
在这个稳定期间，触发器输出一些中间级电平，或者可能处于振荡状态，并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去。
●锁存器进入亚稳态的原因：⏹对于S-R锁存器：1.当S=R=1，然后同时取消时；2.当S和R端输入信号脉冲宽度过窄时；3.当S和R端输入信号同时取反时；均会出现亚稳态。
⏹对于D触发器：当输入信号脉冲宽度过窄时，会进入亚稳态。
●触发器进入亚稳态的原因：在同步系统中，如果触发器的建立时间（setup time）/保持时间（hold time）不满足要求，就可能产生亚稳态，此时触发器输出端Q在有效时钟沿之后比较长的一段时间处于不确定的状态，在这段时间里Q端毛刺、振荡、固定的某一电压值，而不是等于数据输入端D的值。
D锁存器版图设计实验报告(DOC)
第一章：绪论1.1 简介1.1.1 集成电路集成电路版图设计是电路系统设计与集成电路工艺之间的中间环节。
通过集成电路版图设计，将立体的电路系统转变为二维平面图形。
利用版图制作掩模板，就可以由这些图形限定工艺加工过程，最终还原为基于半导体材料的立体结构。
以最基本的MOS器件为例，工艺生产出的器件应该包含源漏扩散区、栅极以及金属线等结构层。
按照电路设计的要求，在版图中用不同图层分别表示这些结构层，画好各个图层所需的图形，图形的大小等于工艺生产得到的器件尺寸。
正确摆放各图层图形之间的位置关系，绘制完成的版图基本就是工艺生产出的器件俯视图。
器件参数如MOS管的沟道尺寸，由电路设计决定，等于有源区与栅极重叠部分的尺寸。
其他尺寸由生产工艺条件决定，不能随意设定。
在工艺生产中，相同结构层相连即可导电，而不同结构层之间是由氧化层隔绝的，相互没有连接关系，只有制作通孔才能在不同结构层之间导电。
与工艺生产相对应的版图中默认不同图层之间的绝缘关系，因此可以不必画氧化层，却必须画各层之间的通孔。
另外，衬底在版图设计过程中默认存在，不必画出。
而各个N阱、P阱均由工艺生产过程中杂质掺杂形成，版图中必须画出相应图形。
1.1.2 版图设计基本知识版图设计是创建工程制图（网表）的精确的物理描述的过程，而这一物理描述遵守由制造工艺、设计流程以及仿真显示为可行的性能要求所带来的一系列约束。
版图设计得好坏，其功能正确与否，必须通过验证工具才能确定。
版图的验证通常包括三大部分：设计规则检查(DRC)、电学规则检查(ERC)和版图与电路图对照(LVS)。
只有通过版图验证的芯片设计才进行制版和工艺流片。
设计规则的验证是版图与具体工艺的接口, 因此就显得尤为重要, Cadence 中进行版图验证的工具主要有dracula和diva。
Dracula 为独立的验证工具, 不仅可以进行设计规则验证(DRC) , 而且可以完成电学规则验证(ERC)、版图与电路验证(LV S)、寄生参数提取(L PE) 等一系列验证工作, 功能强于Diva。
d型锁存器的工作原理
d型锁存器的工作原理d型锁存器是数字电子电路中广泛应用的一种重要元件，通常用于数码电子计算机中的存储器件和控制器中。
其主要功能是存储一个二进制位值，并将其在需要时提供给后面的电路。
下面将针对d型锁存器的工作原理逐步进行解释：1. d型锁存器的组成d型锁存器由两个反馈电路构成。
其中，一个是双稳态组合电路，用于存储或保持输入信号状态；另一个是触发器，用于同步输入信号。
2. d型锁存器的输入和输出d型锁存器有一个数据输入端D，一个时钟输入端CLK和一个数据输出端Q。
当时钟信号从低电平变为高电平时，输入信号即被锁定。
3. d型锁存器的工作过程d型锁存器的工作过程如下：- 初始状态d型锁存器在初始状态下，D输入端和CLK时钟端的电平均为低电平（0V），而Q输出端的电平状态是不确定的，并且可任意变化。
- 时钟信号发生上升沿当输入信号D保持不变时，时钟CLK信号发生上升沿时，d型锁存器开始工作，此时数据输入端D的电平状态被保存在锁存器的状态存储单元中。
- 时钟信号保持高电平当CLK信号进入高电平状态时，此时的输入信号D不会影响锁存器的当前状态。
在此期间，无论D输入端的电平状态如何，Q输出端的电平状态都没有改变。
- 时钟信号发生下降沿当CLK信号由高电平变为低电平时，此时锁存器的状态被决定，Q输出端的电平状态将被锁定，即为之前D输入端所传递的数据状态。
4. d型锁存器的应用场景d型锁存器广泛应用于各种数字电子电路，在数码电子计算机中的存储器件和控制器中尤其常见。
另外，它也常常作为其他数字电子电路的一部分，例如计数器等复杂电路的构建中。
总之，d型锁存器具有简单、可控、稳定的属性，因此成为数字电子电路中不可或缺的一部分。
因此学习和掌握d型锁存器的工作原理是十分必要的。
锁存器与触发器(D类)
锁存器Latch概述锁存器（Latch）是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路，它们可以在特定输入脉冲电平作用下改变状态。
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是缓存，其次完成高速的控制器与慢速的外设的不同步问题，再其次是解决驱动的问题，最后是解决一个I/O口既能输出也能输入的问题。
锁存器是利用电平控制数据的输入，它包括不带使能控制的锁存器和带使能控制的锁存器。
锁存器Latch结构latch：锁存器，是由电平触发，结构图如下：锁存器latch的优缺点优点：1、面积比ff小门电路是构建组合逻辑电路的基础，而锁存器和触发器是构建时序逻辑电路的基础。
门电路是由晶体管构成的，锁存器是由门电路构成的，而触发器是由锁存器构成的。
也就是晶体管-》门电路-》锁存器-》触发器，前一级是后一级的基础。
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。
2、速度比ff快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。
缺点：1、电平触发，非同步设计，受布线延迟影响较大，很难保证输出没有毛刺产生2、latch将静态时序分析变得极为复杂触发器Flip-flop结构lip-flop：触发器，是时钟边沿触发，可存储1bitdata，是register的基本组成单位，结构图如下：flip-flop的优缺点优点：1、边沿触发，同步设计，不容易受毛刺的印象2、时序分析简单缺点：1、面积比latch大，消耗的门电路比latch多锁存器Latch和触发器flipflop的区别1、锁存器Latch和触发器flipflop锁存器能根据输入端把结果自行保持;触发器是指由时钟边沿触发的存储器单元；由敏感信号（电平，边沿）控制的锁存器就是触发器；2、写电路时，产生锁存器的原因if语句中，没有写else，默认保持原值，产生锁存器，可能不是想要的结果；case语句中，没有写完整default项，也容易产生锁存器；例子：always@（aorb）beginif（a）q=b;end产生了锁存器，如下：没有锁存器的情况always@（aorb）beginif（a）q=b;elseq=0;end3、避免使用D锁存器，尽量使用D触发器D锁存器moduletest_latch（y，a，b）; outputy;inputa;inputb;regy; always@（aorb）beginif（a==1’b1）y=b;endendmoduleD触发器moduletest_d（y，clk，a，b）; outputy;inputclk;inputa;inputb;regy; always@（posedgeclk）beginif（a==1‘b1）y=b;endendmodule从图8可知，例10对应的电路是D触发器。
d锁存器的工作原理_理论说明以及概述
d锁存器的工作原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述本篇文章旨在深入探讨D锁存器的工作原理、理论说明以及概述。
D锁存器作为数字电路中的一种重要元件，广泛应用于计算机系统及其他电子设备中。
通过本文的阐述，读者将能够了解D锁存器的基本原理、逻辑表达式以及其在实际应用中所具备的特点和优势。
1.2 文章结构文章主要分为五个部分，具体如下：第一部分是引言部分，对文章内容进行简要介绍，并列出文章结构和目的。
第二部分将详细阐述D锁存器的工作原理，包括简要介绍、数据输入与输出以及控制信号等方面。
第三部分将进行D锁存器的理论说明，包括布尔逻辑表达式、时序图示例以及状态转移图分析等内容。
第四部分将对D锁存器进行概述，涵盖其应用领域、特点和优势以及未来发展趋势等方面。
最后一部分是结论部分，总结D锁存器的工作原理和应用价值，并对未来发展进行展望和预测。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解D锁存器的工作原理及其相关理论知识，为学习和应用D锁存器提供便利。
通过对D锁存器的概述和分析，我们将能够更好地理解其在数字电路中的重要性和应用价值，并展望未来发展的趋势。
2. D锁存器的工作原理2.1 简介D锁存器是一种重要的数字电路元件，用于存储和传输二进制数据。
它具有简单的结构和高度可靠性，被广泛应用于各种数字系统和电子设备中。
2.2 数据输入与输出D锁存器有两个主要的输入端：数据输入端（D）和时钟信号输入端（CLK）。
数据输入端接收一个二进制位作为输入，并将其存储在内部存储单元中。
时钟信号输入端控制着何时读取或写入数据。
D锁存器有一个数据输出端（Q），它将当前内部存储单元中的值传递给外部电路。
此外，还有一个补码输出端（/Q），它输出与Q相反的值。
2.3 控制信号除了数据输入和时钟信号外，D锁存器还可以具有其他控制信号，例如使能信号（EN）和复位信号（RST）。
使能信号控制是否执行读取或写入操作。
当使能信号为低电平时，输入不会影响D锁存器中的值；当使能信号为高电平时，才会进行读取或写入操作。
d锁存器原理
d锁存器原理锁存器是一种数字电路元件，用于存储和保持一个电信号或数字数据。
它是由一组逻辑门电路组成，可以在特定的时钟脉冲下对输入信号进行采样，并将采样结果保持在输出端口。
要了解锁存器的原理，首先需要了解它的组成部分。
锁存器由两个主要部分组成：存储单元和控制单元。
存储单元是锁存器中用于存储数据的部分。
它通常由一组触发器构成，每个触发器都能够存储一个比特位的数据。
触发器有很多种类型，其中比较常见的是D触发器。
D触发器是一种由逻辑门构成的存储单元，它有两个输入端口：数据输入端口和时钟输入端口，以及一个输出端口。
当时钟输入端口接收到一个时钟脉冲时，D触发器会根据数据输入端口的值将数据存储在内部的存储单元中，并将其输出。
当时钟脉冲停止时，D触发器将保持存储的数据不变。
控制单元是锁存器中用于控制存储和保持操作的部分。
它通常由逻辑门和时钟信号控制电路构成。
控制单元通过时钟信号控制存储单元，以确保在特定条件下才进行存储和保持操作。
锁存器的工作原理可以简单描述为：当时钟信号为高电平时，控制单元允许数据输入端口的值通过触发器的逻辑门并存储在存储单元中。
当时钟信号为低电平时，控制单元禁止数据输入端口的值通过触发器的逻辑门，并保持存储单元中的数据不变。
通过控制时钟信号的高低电平，锁存器可以实现不同的功能。
例如，当时钟信号为高电平时，锁存器可以将输入信号保存在存储单元中并输出；当时钟信号为低电平时，锁存器可以保持输出不变。
总结而言，锁存器是一种用于存储和保持数据的数字电路元件，由存储单元和控制单元组成。
存储单元负责存储数据，而控制单元负责控制存储和保持操作。
锁存器的工作原理是通过控制时钟信号的高低电平来控制数据的存储和保持操作。
d锁存器原理
d锁存器原理锁存器（Latch）是数字电路中常用的一种存储元件，它可以在时钟信号的作用下，将输入信号锁定并保持在输出端，起到存储作用。
锁存器广泛应用于各种数字电路中，如寄存器、计数器、存储器等，是数字系统中不可或缺的重要组成部分。
本文将详细介绍锁存器的原理及其应用。
首先，我们来了解一下锁存器的基本原理。
锁存器由两个互补的门电路组成，一般采用两个反相器或者两个与非门构成。
常见的锁存器有RS触发器、D触发器、JK触发器等。
以D触发器为例，它由一个数据输入端（D）、时钟输入端（CLK）、输出端（Q）和反相输出端（Q'）组成。
当时钟信号为高电平时，数据输入端的信号被传输到输出端；当时钟信号为低电平时，输出端保持原来的状态不变。
这样，就实现了对输入信号的锁定和保持。
在数字电路中，锁存器有着广泛的应用。
首先，它可以用于寄存器的设计。
寄存器是一种用于存储和移位数据的元件，它由若干个锁存器组成，可以实现对数据的并行存储和并行读取。
其次，锁存器还可以用于计数器的设计。
计数器是一种用于计数和计时的元件，它可以通过锁存器实现对计数值的存储和更新。
此外，锁存器还可以用于存储器的设计。
存储器是计算机中用于存储数据和指令的元件，它可以通过锁存器实现对数据的读写操作。
除了以上应用，锁存器还可以用于时序逻辑电路的设计。
时序逻辑电路是指电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于输入信号的时序关系。
锁存器可以通过时钟信号实现对输入信号的同步处理，保证电路的稳定性和可靠性。
此外，锁存器还可以用于状态机的设计。
状态机是一种用于描述系统状态和状态转移关系的数学模型，它可以通过锁存器实现对状态的存储和更新，从而实现对系统行为的控制。
总之，锁存器作为数字电路中常用的存储元件，具有着广泛的应用。
它不仅可以用于寄存器、计数器、存储器等元件的设计，还可以用于时序逻辑电路和状态机的设计。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的锁存器类型，并合理设计电路结构，以实现所需的功能。
D触发器原理-D触发器电路图
边沿D 触发器: 之杨若古兰创作负跳沿触发的主从触发器工作时，在正跳沿前加入输入旌旗灯号.如果在CP 高电平期间输入端出现干扰旌旗灯号，那么就有可能使触发器的形态出错.而边沿触发器答应在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入旌旗灯号.如许，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了.边沿D触发器也称为保持-梗阻边沿D触发器. 电路结构: 该触发器由6个与非门构成，其中G1和G2构成基本RS触发器.D触发器工作道理:SD 和RD 接至基本RS 触发器的输入端，分别是预置和清零端，低电平无效.当SD=0且RD=1时,不管输入端D为什么种形态，都会使Q=1，Q=0，即触发器置1；当SD=1且RD=0时，触发器的形态为0,SD和RD通常又称为直接置1和置0端.我们设它们均已加入了高电平，不影响电路的工作.工作过程如下： 1.CP=0时，与非门G3和G4封锁，其输出Q3=Q4=1，触发器的形态不变.同时，因为Q3至Q5和Q4至Q6的反馈旌旗灯号将这两个门打开，是以可接收输入旌旗灯号D，Q5=D，Q6=Q5=D. 2.当CP由0变1时触发器翻转.这时候G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的形态由G5和G6的输出形态决定.Q3=Q5=D，Q4=Q6=D.由基本RS触发器的逻辑功能可知，Q=D. 3.触发器翻转后，在CP=1时输入旌旗灯号被封锁.这是因为G3和G4打开后，它们的输出Q3和Q4的形态是互补的,即肯定有一个是0，若Q3为0，则经G3输出至G5输入的反馈线将G5封锁，即封锁了D通往基本RS 触发器的路径；该反馈线起到了使触发器保持在0形态和禁止触发器变成1形态的感化,故该反馈线称为置0保持线,置1梗阻线.Q4为0时，将G3和G6封锁，D端通往基本RS触发器的路径也被封锁.Q4输出端至G6反馈线起到使触发器保持在1形态的感化，称作置1保持线；Q4输出至G3输入的反馈线起到禁止触发器置0的感化,称为置0梗阻线.是以，该触发器常称为保持-梗阻触发器.总之，该触发器是在CP正跳沿前接受输入旌旗灯号，正跳沿时触发翻转，正跳沿后输入即被封锁,三步都是在正跳沿后完成，所以有边沿触发器之称.与主从触发器比拟,同工艺的边沿触发器有更强的抗干扰能力和更高的工作速度.功能描述2.特征方程 Qn+1=D3形态转移图脉冲特性: 1.建立时间:由下图保持梗阻触发器的电路可见,CP 旌旗灯号是加到门G3和G4上的,因此在CP上升沿到达之前门G5和G6输出端的形态必须波动地建立起来.输入旌旗灯号到达D端当前，要经过一级门电路的传输延迟时间G5的输出形态才干建立起来,而G6的输出形态须要经过两级门电路的传输延迟时间才干建立,是以D端的输入旌旗灯号必须先于CP的上升沿到达，而且建立时间应满足： tset≥2tpd. 2.坚持时间：由下图可知，为实现边沿触发,应包管CP=1期间门G6的输出形态不变,不受D端形态变更的影响.为此，在D=0的情况下，当CP上升沿到达当前还要等门G4输出的低电平返回到门G6的输入端当前,D端的低电平才答应改变.是以输入低电平旌旗灯号的坚持时间为tHL≥tpd.在 D=1的情况下，因为CP上升沿到达后G3的输出将G4封锁，所以不请求输入旌旗灯号继续坚持不变,故输入高电平旌旗灯号的坚持时间tHH=0. 3.传输延迟时间：由图工作波形图不难推算出，从CP上升沿到达时开始计算,输出由高电平变成低电平的传输延迟时间tPHL和由低电平变成高电平的传输延迟时间tPLH分别是:tPHL=3tpd tPLH=2tpd保持和梗阻D触发器的电路和动态波形4.最高时钟频率：为包管由门G1～G4构成的同步RS触发器能可靠地翻转，CP高电平的持续时间应大于 tPHL,时钟旌旗灯号高电平的宽度tWH应大于tPHL.而为了鄙人一个CP上升沿到达之前确保门G5和G6新的输出电平得以波动地建立，CP低电平的持续时间不该小于门G4的传输延迟时间和tset之和，即时钟旌旗灯号低电平的宽度tWL≥tset+tpd，是以得到:在实际集成触发器中，每个门传输时间是分歧的，而且作了分歧方式的简化，是以上面讨论的结果只是一些定性的物理概念.其真实参数由实验测定. 综上所述，对边沿D触发器归纳为以下几点： 1.边沿D触发器具有接收并记忆旌旗灯号的功能，又称为锁存器；2.边沿D触发器属于脉冲触发方式；3.边沿D触发器不存在束缚条件和一次变更景象，抗干扰功能好，工作速度快。
数字逻辑设计第七章(2)D锁存器
RD DOUT[3:0]
Xi Yi Ci
X Y
S
CI CO
锁存器的应用
Si Ci+1
串行输入、串行输出 注意：时钟同步
QD Q C CLK
Xi Yi
时钟控制
再谈串行输入 加法器的实现
Ci
暂存
XY CI CO
S
Si
Ci+1
9
触发器
只在时钟信号的边沿改变其输出状态
正边沿 上升沿
负边沿 下降沿
CLK
Q
15
D锁存器 ——电平有效 D触发器 —— 边沿有效
触发器的应用
利用触发器作为移位寄存器（图1）
思考：能否将触发 器改为锁存器(图2) D
F/F
F/F
D Q Q1 D Q Q
CLK Q
CLK Q
D CLK
Q1 Q
16
CLK D
CLK
（图1）
latch
latch
Q1
DQ
DQ Q
CQ
CQ
（图1）
D触发器的定时参数
QQn+*1==SS++RR’’··QQ
Q —— 当前状态（原态、现态）
Q* —— 下一状态（新态、次态）
S·R = 0（约束条件）
31
J K C
C J K Qm Q
32
SQ
SQ
C 主 Qm C 从
RQ
RQ
逻辑符号 Q
JQ QL C
KQ
1 箝位
功能表
C=1期间，
JK Q
0 1
J的变化只引起 Qm改变一次
CLK=1时， 主锁存器不工作，Qm 保持不变 从锁存器工作，将 Qm 传送到输出端
d锁存器原理
d锁存器原理锁存器（Latch）是数字逻辑电路中常见的一种存储元件，它可以在特定的时钟信号作用下，将输入的数据保持在输出端，从而实现数据的存储和传输。
锁存器在数字系统中有着广泛的应用，例如在寄存器、计数器、存储器等电路中都可以看到锁存器的身影。
本文将介绍锁存器的原理及其在数字电路中的应用。
锁存器可以分为两种类型，RS锁存器和D锁存器。
在本文中，我们将重点介绍D锁存器的原理。
D锁存器是一种基本的存储元件，它由两个与非门和一个与门组成。
D锁存器的输入端称为数据输入端（D），输出端称为输出端（Q），时钟信号端称为时钟输入端（CLK）。
D锁存器的原理如下：当时钟信号为高电平时，D锁存器处于存储状态。
此时，数据输入端D的数值会被锁存到输出端Q上，并保持不变。
无论数据输入端D的数值如何变化，只要时钟信号为高电平，输出端Q的数值就不会改变。
当时钟信号为低电平时，D锁存器处于透明状态。
此时，数据输入端D的数值可以通过输出端Q传输出去，即输出端Q的数值会跟随数据输入端D的变化而变化。
D锁存器的应用非常广泛，例如在数字系统中，D锁存器可以用于数据的存储和传输，还可以用于时序电路中的时序控制。
此外，在数字信号处理、通信系统、计算机系统等领域，D锁存器也都有着重要的应用价值。
总之，D锁存器作为数字逻辑电路中常见的存储元件，具有存储和传输数据的功能，其原理简单而实用。
在实际应用中，我们可以根据具体的需求选择合适的D锁存器电路，并结合其他逻辑电路构建出更加复杂的数字系统。
希望本文对D锁存器的原理及其应用有所帮助，谢谢阅读！。
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置0
11 1 Q=D
(4) 工作波形
C G1
D
TG1
Q
D
C
C TG2 C
E
G2
C
C
G3
G4
E
QQ Q
2. 逻辑门控D锁存器 逻辑电路图
D锁存器的功能表
R=S
G4
Q4 G2
E
G5
D
S=D
G3
Q3 G1
ED Q Q
Q
功能
0
×
不 变
不变
保持
Q
10 0 1
置0
11 1 0
置1
E=0 Q不变
输入 OE LE Dn LHL
内部锁存器 状态
L
LHH
H
L L L*
L
L L H*
H
H××
×
H××
×
输出 Qn L
H
L H 高阻 高阻
L*和H*表示门控电平LE由高变低之前瞬间Dn的逻辑电平。
5.3.3 D锁存器的动态特性
定时图:表示电路动作过程中，对各输入信号的 时间要求以及输出对输入信号的响应时间。
5.3 D锁存器
5.3.1 D锁存器的电路结构 5.3.2 典型的D 锁存器集成电路 5.3.3 D 锁存器的动态特性
5.3.1 D锁存器的电路结构
1. 传输门控D锁存器 (1) 逻辑电路图
C
D
TG1
G1 Q
C C TG2 C
C
C
G3
G4
E
Q G2
逻辑符号
D 1D
Q
E C1
Q
(2)工作原理
(a) E=1时
D
tSU
tH
tW
E
TpLH
TpHL
Q
有建立时间tSU、保持时间tU 、脉冲宽度tW等。
C
D
TG1
G1 Q
TG1导通， TG2断开
C C TG2 C
Q=D
TG1
G1
D
Q
Q G2
C
C
G3
G4
E
TG2
Q G2
(b) E=0时
TG2导通， TG1断开 Q 不变
D TG1
TG2
G1 Q
Q G2
(3) 逻辑功能
TG1
G1
D
Q
TG2
Q G2
ED
D锁存器的功能表
功能
0 × 不变 不变 保持
10 0 1
E=1 D=0
S =0 R=1
D=1
S =1 R=0
Q=0 Q=1
5.3.2 典型的D锁存器集成电路 74HC/HCT373 八D锁存器
OE
LE
C1
Q0
C1
D0
1D
C1
Q1
C1
D1
1D
…
…
…
C1
Q7
C1
D7
1D
74HC/HCT373的功能表
工作模式
使能和读锁存 器
（传送模式）
锁存和读锁存 器
锁存和禁止输 出