D触发器与D锁存器
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。
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。
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触发器原理-D触发器电路图
边沿D 触发器:负跳沿触发的主从触发器工作时，在正跳沿前加入输入信号。
如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。
而边沿触发器允许在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。
这样，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触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。
电路结构: 该触发器由6个与非门组成，其中G1和G2构成基本RS触发器。
D触发器工作原理:SD 和RD 接至基本RS 触发器的输入端，分别是预置和清零端，低电平有效。
当SD=0且RD=1时,不论输入端D为何种状态，都会使Q=1，Q=0，即触发器置1；当SD=1且RD=0时，触发器的状态为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，触发器的状态不变。
同时，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，Q5=D，Q6=Q5=D。
2.当CP由0变1时触发器翻转。
这时G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的状态由G5和G6的输出状态决定。
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时输入信号被封锁。
这是因为G3和G4打开后，它们的输出Q3和Q4的状态是互补的,即必定有一个是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维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用,故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。
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维持在1状态的作用，称作置1维持线；Q4输出至G3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用,称为置0阻塞线。
因此，该触发器常称为维持-阻塞触发器。
总之，该触发器是在CP正跳沿前接受输入信号，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。
下降沿触发D触发器
（5）带异步置位、复位端的边沿触发D触发器
PR DQ CLK Q
❖C L R
异步置位端 异步复位端
5.5 边沿触发的触发器
2. 边沿触发JK触发器
（1）逻辑图
J DQ
K
CQ
CLK
（2）特性方程
（3）逻辑符号
Qn1 D JQn KQn (CP )
Q Q
JQ CLK KQ
5.5 边沿触发的触发器
5.3 电平触发的触发器
2. 电平触发D触发器（D锁存器）
（1）逻辑图
（2）功能表
CP D Qn+1 Qn+1
10 0 1 11 1 0 0x Q Q
（3）特性方程 Qn1 D
（4）逻辑符号
5.4 脉冲触发的触发器
1. 主从SR触发器
（1）逻辑图
5.4 脉冲触发的触发器
（2）功能表 主触发器的状态在CP=1期间均可以发生变化，从触发
JK
00 00 01 01
10 10
11 11
Qn Qn+1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
01 10
功能 保持 置0 置1 Qn=Qn
（3）逻辑符号
解决了R=S=1时次 态不确定的情况
5.5 边沿触发的触发器
1. 边沿触发D触发器
（1）逻辑图与时序图
FF1
D
QM DQ
CQ
CLK
LK QM
R S 1
约束条件
5.2 SR锁存器
6. SR锁存器的应用
利用基本RS触发器的记忆功能消除机械开关振动引 起的干扰脉冲。
边沿D_触发器介绍
边沿D 触发器介绍边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。
负跳沿触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。
如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。
而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。
这样，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触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。
电路结构：该触发器由6个与非门组成，其中G1和G2构成基本RS 触发器。
图1 边沿D 触发器的逻辑图和逻辑符号工作原理：S D 和R D 接至基本RS 触发器的输入端，它们分别是预置和清零端，低电平有效。
当S D=0且R D=1时,不论输入端D为何种状态，都会使Q=1，Q=0，即触发器置1；当S D=1且R D=0时，触发器的状态为0,S D和R D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，触发器的状态不变。
同时，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，Q5=D，Q6=Q5=D。
2.当CP由0变1时触发器翻转。
这时G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的状态由G5和G6的输出状态决定。
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时输入信号被封锁。
这是因为G3和G4打开后，它们的输出Q3和Q4的状态是互补的,即必定有一个是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维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用,故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。
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维持在1状态的作用，称作置1维持线；Q4输出至G3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用,称为置0阻塞线。
D触发器原理-D触发器电路图
边沿D触发器:负跳沿触发的主从触发器工作时，在正跳沿前加入输入信号。
如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态岀错。
而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。
这样，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触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器电路结构：该触发器由6个与非门组成，其中G1和G2构成基本RS触发器。
边沿D触发器的逻辑图和逻辑符号D触发器工作原理SD和RD接至基本RS触发器的输入端，分别是预置和清零端，低电平有效。
当SD=O且RD=1时,不论输入端D 为何种状态，都会使Q=1, Q=0,即触发器置1 ; 当SD=1且RD=O时，触发器的状态为O，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触发器的状态不变。
同时，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，Q5=D Q6=Q5=D2. 当CP由0变1时触发器翻转。
这时G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的状态由G5和G6的输出状态决定。
Q3=Q5=D Q4=Q6=D由基本RS触发器的逻辑功能可知，Q=D3. 触发器翻转后，在CP=1时输入信号被封锁。
这是因为G3和G4打开后，它们的输出Q3和Q4的状态是互补的，即必定有一个是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维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用，故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。
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维持在1状态的作用，称作置1维持线；Q4输岀至G3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用，称为置0阻塞线。
因此，该触发器常称为维持-阻塞触发器。
D触发器原理D触发器电路图PDF.pdf
边沿D 触发器:负跳沿触发的主从触发器工作时，在正跳沿前加入输入信号。
如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。
而边沿触发器允许在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。
这样，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触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。
电路结构: 该触发器由6个与非门组成，其中G1和G2构成基本RS触发器。
D触发器工作原理:SD 和RD 接至基本RS 触发器的输入端，分别是预置和清零端，低电平有效。
当SD=0且RD=1时,不论输入端D为何种状态，都会使Q=1，Q=0，即触发器置1；当SD=1且RD=0时，触发器的状态为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，触发器的状态不变。
同时，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，Q5=D，Q6=Q5=D。
2.当CP由0变1时触发器翻转。
这时G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的状态由G5和G6的输出状态决定。
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时输入信号被封锁。
这是因为G3和G4打开后，它们的输出Q3和Q4的状态是互补的,即必定有一个是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维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用,故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。
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维持在1状态的作用，称作置1维持线；Q4输出至G3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用,称为置0阻塞线。
因此，该触发器常称为维持-阻塞触发器。
总之，该触发器是在CP正跳沿前接受输入信号，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。
D触发器原理-D触发器电路图
边沿D 触发器: 【1 】负跳沿触发的主从触发器工作时,在正跳沿前参加输入旌旗灯号.假如在CP 高电平时代输入端消失干扰旌旗灯号,那么就有可能使触发器的状况出错.而边沿触发器许可在CP 触发沿来到前一刹时参加输入旌旗灯号.如许,输入端受干扰的时光大大缩短,受干扰的可能性就下降了.边沿D触发器也称为保持-壅塞边沿D触发器. 电路构造: 该触发器由6个与非门构成,个中G1和G2构成根本RS触发器.D触发器工作道理:SD 和RD 接至根本RS 触发器的输入端,分离是预置和清零端,低电平有用.当SD=0且RD=1时,不管输入端D为何种状况,都邑使Q=1,Q=0,即触发器置1;当SD=1且RD=0时,触发器的状况为0,SD和RD平日又称为直接置1和置0端.我们设它们均已参加了高电平,不影响电路的工作.工作进程如下： 1.CP=0时,与非门G3和G4封锁,其输出Q3=Q4=1,触发器的状况不变.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,是以可吸收输入旌旗灯号D,Q5=D,Q6=Q5=D. 2.当CP由0变1时触发器翻转.这时G3和G4打开,它们的输入Q3和Q4的状况由G5和G6的输出状况决议.Q3=Q5=D,Q4=Q6=D.由根本RS触发器的逻辑功效可知,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的状况是互补的,即确定有一个是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通往根本RS 触发器的路径;该反馈线起到了使触发器保持在0状况和阻拦触发器变成1状况的感化,故该反馈线称为置0保持线,置1壅塞线.Q4为0时,将G3和G6封锁,D端通往根本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状况的感化,称作置1保持线;Q4输出至G3输入的反馈线起到阻拦触发器置0的感化,称为置0壅塞线.是以,该触发器常称为保持-壅塞触发器.总之,该触发器是在CP正跳沿前接收输入旌旗灯号,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才能和更高的工作速度.功效描写2.特点方程 Qn+1=D3状况转移图脉冲特点: 1.树立时光:由下图保持壅塞触发器的电路可见,CP旌旗灯号是加到门G3和G4上的,因而在CP 上升沿到达之前门G5和G6输出端的状况必须稳固地树立起来.输入旌旗灯号到达D端今后,要经由一级门电路的传输延迟时光G5的输出状况才干树立起来,而G6的输出状况须要经由两级门电路的传输延迟时光才干树立,是以D端的输入旌旗灯号必须先于CP的上升沿到达,并且树立时光应知足： tset≥2tpd. 2.保持时光：由下图可知,为实现边沿触发,应包管CP=1时代门G6的输出状况不变,不受D端状况变更的影响.为此,在D=0的情形下,当CP上升沿到达今后还要等门G4输出的低电平返回到门G6的输入端今后,D端的低电平才许可转变.是以输入低电平旌旗灯号的保持时光为tHL≥tpd.在 D=1的情形下,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中断保持不变,故输入高电平旌旗灯号的保持时光tHH=0. 3.传输延迟时光：由图工作波形图不难推算出,从CP上升沿到达时开端盘算,输出由高电平变成低电平的传输延迟时光tPHL和由低电平变成高电平的传输延迟时光tPLH分离是:tPHL=3tpd tPLH=2tpd保持和壅塞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触发器能靠得住地翻转,CP高电平的中断时光应大于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新的输出电平得以稳固地树立,CP低电平的中断时光不该小于门G4的传输延迟时光和tset之和,即时钟旌旗灯号低电平的宽度tWL≥tset+tpd,是以得到:在现实集成触发器中,每个门传输时光是不合的,并且作了不合情势的简化,是以上面评论辩论的成果只是一些定性的物理概念.其真实参数由试验测定. 综上所述,对边沿D触发器归纳为以下几点： 1.边沿D触发器具有吸收并记忆旌旗灯号的功效,又称为锁存器;2.边沿D触发器属于脉冲触发方法;3.边沿D触发器不消失束缚前提和一次变更现象,抗干扰机能好,工作速度快。
锁存电路的简单实现
锁存电路的简单实现全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：锁存电路是一种电子元件，用于存储和传输数字信号。
它通常用于数字电路中，用于控制和处理信息。
锁存电路的主要作用是在输入信号变化之后，将其保持在原始状态，直到下一个输入信号到来。
锁存电路有多种不同的实现方式，其中最常见的是D触发器和JK 触发器。
D触发器是一种单触发器，只有一个输入端口和输出端口。
JK触发器是一种复合触发器，有两个输入端口和一个输出端口。
这两种触发器都可以实现锁存电路的功能。
在本文中，我们将介绍一种简单的D触发器实现锁存电路的方法。
这种方法使用较少的元件，成本低廉，适合初学者学习和实践。
让我们看一下D触发器的基本结构。
一个D触发器有一个时钟输入端口、一个数据输入端口和一个输出端口。
当时钟信号为高电平时，数据输入端口的信号被锁存，并传输到输出端口。
当时钟信号为低电平时，D触发器保持原始状态，输出端口的信号不变。
接下来，让我们详细介绍如何使用门电路实现一个简单的D触发器锁存电路。
我们将使用两个AND门和一个反相器实现。
1. 连接一个AND门的一个输入端口到时钟信号，连接另一个输入端口到数据信号。
2. 连接另一个AND门的一个输入端口到时钟信号的反相器输出，连接另一个输入端口到数据信号。
3. 将两个AND门的输出连接到一起，并连接到反相器的输入。
4. 将反相器的输出连接到输出端口。
这样，当时钟信号为高电平时，数据信号被传输到输出端口。
当时钟信号为低电平时，输出端口保持原始状态。
这个简单的D触发器实现锁存电路可以应用于数字电路中的许多场景，例如时序逻辑、计数器和状态机等。
学习和理解锁存电路的实现方法对于理解数字电路的原理和功能非常重要。
锁存电路是数字电路中的重要组成部分，它在数据处理和控制中起着至关重要的作用。
通过学习和实践锁存电路的实现方法，我们能够更深入地理解数字电路的原理和应用，为我们的电子设计和工程提供更多的可能性。
【文章结束】。
锁存器的工作原理
锁存器的工作原理锁存器是数字电路中常用的一种元件，它可以存储一个位（bit）的信息，并且可以在时钟信号的控制下对这个信息进行读写操作。
锁存器的工作原理非常重要，它不仅在计算机系统中被广泛应用，而且在各种数字电路中也扮演着重要的角色。
接下来，我们将详细介绍锁存器的工作原理。
首先，我们来看看锁存器的结构。
锁存器由两个主要部分组成，触发器和使能端。
触发器是锁存器的存储单元，它可以存储一个位的信息。
而使能端则是控制锁存器读写操作的信号输入端。
当使能端为高电平时，锁存器可以进行写操作；当使能端为低电平时，锁存器可以进行读操作。
这样，我们就可以通过控制使能端来实现对锁存器的读写操作。
其次，我们来介绍锁存器的工作原理。
在锁存器中，触发器起着至关重要的作用。
触发器有两种常见的类型，D触发器和JK触发器。
在D触发器中，当时钟信号为上升沿时，D输入端的值会被锁存到触发器中；而在JK触发器中，当时钟信号为上升沿时，J和K输入端的值会被锁存到触发器中。
这样，我们就可以通过时钟信号来控制触发器的写操作，实现对锁存器中信息的更新。
最后，我们需要注意锁存器的时序特性。
由于锁存器是在时钟信号的控制下进行读写操作的，因此它的工作状态是与时钟信号紧密相关的。
在实际应用中，我们需要特别注意时钟信号的稳定性和时序问题，以确保锁存器能够正常工作。
此外，由于锁存器的存储能力有限，我们还需要合理规划锁存器的使用，避免出现存储空间不足的情况。
综上所述，锁存器是一种重要的数字电路元件，它可以存储一个位的信息，并且可以在时钟信号的控制下进行读写操作。
锁存器的工作原理主要包括触发器的存储特性和时钟信号的控制特性。
在实际应用中，我们需要特别注意时钟信号的稳定性和时序问题，以确保锁存器能够正常工作。
希望本文对锁存器的工作原理有所帮助，谢谢阅读！。
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。
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触发器原理-D触发器电路图
边沿D 触发器:负跳沿触发的主从触发器工作时，在正跳沿前加入输入信号。
如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。
而边沿触发器允许在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。
这样，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触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。
电路结构: 该触发器由6个与非门组成，其中G1和G2构成基本RS触发器。
D触发器工作原理:SD 和RD 接至基本RS 触发器的输入端，分别是预置和清零端，低电平有效。
当SD=0且RD=1时,不论输入端D为何种状态，都会使Q=1，Q=0，即触发器置1；当SD=1且RD=0时，触发器的状态为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，触发器的状态不变。
同时，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号D，Q5=D，Q6=Q5=D。
2.当CP由0变1时触发器翻转。
这时G3和G4打开，它们的输入Q3和Q4的状态由G5和G6的输出状态决定。
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时输入信号被封锁。
这是因为G3和G4打开后，它们的输出Q3和Q4的状态是互补的,即必定有一个是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维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用,故该反馈线称为置0维持线,置1阻塞线。
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维持在1状态的作用，称作置1维持线；Q4输出至G3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用,称为置0阻塞线。
因此，该触发器常称为维持-阻塞触发器。
总之，该触发器是在CP正跳沿前接受输入信号，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。
主从触发器
主从触发器主从D触发器下图是主从D触发器的逻辑图及逻辑符号。
主从D触发器由两个钟控RS锁存器和两个非门构成。
图上上面的锁存器为从锁存器(Slave Latch),下面的称为主锁存器(Master Latch)。
时钟信号直接加在主锁存器，反相信号加在从锁存器。
整个触发器的输入为D，输出为两个互补的输出Q和/Q。
下面我们讨论一下其工作过程：CP=1期间，主锁存器打开，可以接收输入D的状态，从锁存器这时其对应的钟控信号为低电平，其输出Q保持不变；CP由1变为0时：主锁存器被封锁，而保持状态不变，与此同时其从锁存器的钟控信号由0变为1，从锁存器解除封锁，因此在CP的下降沿，从锁存器将按照主锁存器在CP=1时接收的状态去改变从锁存器的状态，即整个触发器的状态。
若CP下降沿前D=1，则Q n+1=1;若CP下降沿前D=0，则Q n+1=0。
由上面分析可知：主从结构的触发器状态改变是在时钟脉冲下降沿完成的，因而这种结构的触发器无空翻现象。
上图上给出了主从D触发器的逻辑符号，其输出“┐”表示主从结构的触发器是在CP=1时接收输入的变化，而当CP由1变0时，输出状态才发生变化。
主从JK触发器主从JK触发器同样由两个钟控的RS锁存器构成，下面的为主锁存器，上面为从锁存器。
当CP=1时：JK的状态传送到主锁存器，由于从锁存器的钟控端为低电平，从锁存器状态保持不变。
当CP由1变为0时：因CP=0，JK状态不能进入主锁存器，而由于从锁存器的钟控端由0变为1，从而将主锁存器的输出状态输入进从锁存器，其从锁存器的状态等于主锁存器的输出状态。
通过对上面的逻辑图进行分析不难得到下表所示的状态转移真值表（特征表）：由上面的特征可写出下式的特征方程：Q n+1=J/Q n+/KQ n除了上面的特征方程、状态转移真值表之外，触发器的状态通常还使用下图所示的状态转移图来描述。
主从JK触发器一次变化现象*主从JK触发器在得到上面特征表时，其假设的前提条件是：CP=0时，JK的状态保持不变，因此时脉冲的下降沿从锁存器所得到的状态时时钟上升沿时主锁存器接收的状态。
数电实验五触发器实验报告
数电实验五触发器实验报告一、实验目的二、实验原理三、实验器材四、实验步骤五、实验结果分析六、实验总结一、实验目的本次数电实验旨在通过触发器实验，加深学生对于触发器的理解和应用，掌握触发器的工作原理及其在电路中的应用。
二、实验原理1. 触发器概述触发器是一种存储器件，可以将输入信号转换成稳定的输出信号，并且能够记住先前输入过的状态。
触发器有两个稳态（高电平或低电平），并且只有在时钟信号到来时才会改变状态。
2. SR锁存器SR锁存器是最简单的触发器之一，由两个交叉耦合反相输出（NOR或NAND）门构成。
当S=1，R=0时，Q=1；当S=0，R=1时，Q=0；当S=R=0时，保持上一个状态不变。
但是SR锁存器存在一个致命缺陷——SET和RESET不能同时为1。
3. D锁存器D锁存器是由一个数据输入口和一个时钟输入口组成。
当D为1且时钟信号到来时，Q会被置为1；当D为0且时钟信号到来时，Q会被置为0。
D锁存器可以看做是SR锁存器的一种特殊情况，即S=D，R=not D。
4. JK锁存器JK锁存器是由J、K、时钟和输出端Q组成的。
当J=1，K=0时，Q=1；当J=0，K=1时，Q=0；当J=K=1时，Q状态取反；当J=K=0时，保持上一个状态不变。
JK锁存器可以看做是SR锁存器的一种改进型。
5. T锁存器T锁存器是由T、时钟和输出端Q组成的。
当T为1且时钟信号到来时，Q状态取反；当T为0且时钟信号到来时，保持上一个状态不变。
T锁存器可以看做是JK锁存器的一种特殊情况，即J=T，K=not T。
三、实验器材本次实验所需材料如下：- 数字电路实验箱- 74LS73触发器芯片- 电源线、万用表等四、实验步骤1. 按照电路图连接74LS73芯片。
2. 打开电源并接通电路。
3. 分别将CLK输入高低电平，并记录输出结果。
4. 将D输入高低电平，并记录输出结果。
5. 将J、K输入高低电平，并记录输出结果。
6. 将T输入高低电平，并记录输出结果。