锁存器,

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锁存器定义

一位钟控D触发器只能传送或存储一位二进制数据，而在实际工作中往往是一次传送或存储多位数据。为此，可以把若干个钟控D触发器的控制端CP连接起来，用一个公共的控制信号来控制，而各个数据端仍然是各自独立地接收数据。用这种形式构成的一次能传送或存储多位数据的电路称为锁存器。输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化，只有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。通常只有0和1两个值。典型的逻辑电路是D触发器，其字长(位数)有4位、8位等。

典型锁存器电路

钟控RS 触发器的S 输入端，通过非门连接到R 输入端，组成单输入触发器，通常把这个电路叫做 D 锁存器。如下图示。

当CP = 1 时,输出端的状态随输入端的状态而改变。Q n+1 = D ,存入新的数据；当CP = 0 时,无论D 如何变化，输出端的状态保持不变。Q n+1 = Q n，存入的数据不变。为了触发器可靠的工作，要求D 输入信号先于CP = 1 的信号，称为建立时间t set。

锁存器的用途

锁存器广泛用于计算机与数字系统的输入缓冲电路，其作用是将输入信号暂时寄存，等待处理，这一方面因为计算机或数字系统的操作都是有序进行的，通常不可能信号一到即刻处理，另一方面，也可防止输入信号的各个位到达时间不一致造成竞争与险象。

锁存器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。

简单锁存器描述：输出端的状态不会随输入端的状态变化而变化，只有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。通常只有0和1两个值。典型的逻辑电路是D触发器。

由若干个钟控D触发器构成的一次能存储多位二进制代码的时序逻辑电路，叫锁存器件。

逻辑结构与功能表

8位锁存器74LS373的逻辑图见图所示。其中使能端G加入CP信号，D为数据信号。输出控制信号为0时，锁存器的数据通过三态门进行输出。

应用场合：

数据有效延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。

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。

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其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。

在某些应用中，单片机的 I/O 口上需要外接锁存器。例如，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。

８０５１访问外部存储器时Ｐ０口和Ｐ２口共做地址总线，Ｐ０口常接锁存器再接存储器。以防止总线间的冲突。而Ｐ２口直接接存储器。因为单片机内部时序只能锁住Ｐ２口的地址，如果用Ｐ０口传输数据时不用锁存器的话，地址就改变了。

看看８０５１单片机总线操作的时序图对我们很有帮助。由于数据总线、地址总线共用Ｐ０口，所以要分时复用。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。

使用锁存器来区分开单片机的地址和数据，８０５１系列的单片机用的比较多，也有一些单片机内部有地址锁存功能，如８２７９就不用锁存器了。

注意，并不是一定要接锁存器，要看其地址线和数据线的安排，只有数据和地址线合用的情况下才会需要锁存器，其目的是防止在传数据时，地址线被数据所影响！这是由单片机数据与地址总线复用造成的，接 RAM 时加锁存器是为了锁存地址信号。

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，就要用两个锁存器。例如：一个口要控制两个 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。然而在实际应用中，我们并不这样做，只用一个锁存器就可以了，并用一根 I/O 口线作为对锁存器的控制之用（接 74373 的ＬＥ，而ＯＥ可恒接地）。所以，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