寄存器_触发器_锁存器区别与联系
数电基础---锁存器，触发器与寄存器
数电基础---锁存器，触发器与寄存器你强任你强，清风过⼭岗你横任你横，明⽉照⼤江少说多做锁存器，触发器与寄存器在数字电路中需要具有记忆功能的逻辑单元。
能够存储1位⼆值信号的基本单元电路统称为触发器。
触发器具有两个基本特点：1，具有两个能⾃⾏保持的稳定状态，⽤来表⽰逻辑状态的0和1，或⼆进制数的0和1。
(能保持)2，在触发信号的操作下，根据不同的输⼊信号可以置成1或0状态。
（能置位）这⾥定义⾥⾯的触发信号很重要，触发器重要的在于触发锁存器锁存器与触发器的区别在于触发信号的有⽆锁存器的置1和置0操作是由输⼊的置1或置0信号直接完成的，不需要触发信号的触发。
SR锁存器⽤两个或⾮门组成的SR锁存器结构SR锁存器也可以⽤两个与⾮门来组成SR锁存器的真值表这⾥拿与⾮门组成的SR锁存器来分析当S D′为0，R D′为1的时候，因为与⾮门的作⽤，Q为1，Q′为0。
（置位）当R D′为0，S D′为1的时候，因为与⾮门的作⽤，Q′为1，Q为0。
（复位）当R D′为1，S D′也为1的时候，因为与⾮门的作⽤，Q与Q′的值将保持不变。
（对于上⾯的与⾮门来说，1与Q′先进⾏与运算为Q′，再进⾏⾮运算得到的输出为Q）（保持）当R D′为0，S D′也为0的时候，因为与⾮门的作⽤，Q为1，Q′也为1。
如果下⼀时刻S D′为0，R D′为1的时候，Q为1，Q′为0，就⼜回到了置位的状态，这种情况下好像没什么事情，只不过中间出现Q与Q′全为1的情况，每个状态我们都是可以确定的。
但如果R D′为0，S D′也为0，下⼀时刻R D′为1，S D′也为1，因为两个门期间的输出延时不同，会造成输出结果的不确定性，⽐如两个器件的输出延时相同，则会导致输出都为0，之后输出都为1，之后反复震荡 ......如果上⾯的与⾮门输出⽐较快，则Q为0，下⾯的门电路再输出为1,如果下⾯的⽐较快也同理，这就会出现，如果输⼊全为0，再全为1，会导致输出结果的不确定性，在使⽤这种锁存器时，要注意不能出现这种情况，应该避免出现这种情况，即要遵守S D R D=0的条件。
深刻解析锁存器 触发器区别 以及verilog代码编写中如何避免产生锁存器
彻底理解锁存器，让你不再为锁存器头疼！锁存器（latch）：是电平触发的存储单元，数据存储的动作（状态转换）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。
分为普通锁存器和门控锁存器，普通锁存器无控制信号，输出状态始终直接由输入决定。
在实际的数字系统中，为了协调各部分的工作，往往需要有一个特定的控制信号去控制锁存器状态转换的时间，在控制信号无效时，输出保持不变，不随输入变换；当控制信号有效时，输出由输入决定，跟随输入变化。
基本锁存器门控锁存器①正是因为门控锁存器在控制信号有效的期间内，都可以接收输入信号，所以，激励信号的任何变化，都将直接引起锁存器输出状态的改变。
这时输入信号若发生多次变化，输出状态也可能发生多次变化，这一现象称为锁存器的空翻。
②其次，当门控锁存器的控制信号有效时，锁存器就变成了一个组合电路，时序逻辑电路的模型就等效为两个各组合电路互为反馈的反馈系统，因此，系统有可能会因为瞬态特性不稳定而产生振荡现象。
触发器（flip-flop）是边沿敏感的存储单元，数据存储的动作（状态转换）由某一信号的上升或者下降沿进行同步的（限制存储单元状态转换在一个很短的时间内）。
（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）触发器分为两种，一种是主从触发器和边沿触发器。
主从触发器在时钟有效期内（主触发器）接收数据，在时钟边沿输出状态转换。
边沿触发器在时钟边沿期间，触发器才接收数据并使输出状态转换。
主从触发器目前，主从触发器基本上已经很少见了，实际使用的大都是边沿触发器。
寄存器（register）：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。
区别与联系：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，触发器，锁存器之间的区别与联系
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。
寄存器和锁存器
寄存器和锁存器2010-09-29寄存器和锁存器触发器(flip-flop)是由各种逻辑门构成的，包含电平触发和边沿触发。
寄存器(register)是边沿触发的触发器，只在时钟的边沿有效传输数据(setuptime和holdtime满足)，一个触发器存储一位二进制码，把n个触发器的时钟端口连起来就构成存储n位二进制码的寄存器。
锁存器(latch)是电平触发的触发器,在有效电平期间都可以传输数据。
(JKRS)数据存储的动作取决于输进时钟(或使能)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进而发生变化。
都可以由传输门和反相器构成。
D触发器(DFF)上电时Q和Q非不确定，只有在反馈后才确定，可以在RS 端加RC延时电路来预置初态钟控D触发器是D锁存器，边沿D触发器是通常所说的D触发器，钟控D 触发器在使能情况下输出随输进而变化；边沿触发器只有在边沿跳变的情况下输出才变化。
两个D锁存器可构成一个D触发器。
锁存器的输出对输进透明，输进是什么，输出就是什么。
造成锁存器不稳定。
触发器由两个锁存器构成的主从触发器，输出对输进不透明，必须在时钟上升/下降沿才会将输进体现到输出，能消除输进毛刺。
-锁存器非同步控制，在使能信号有效时锁存器相当于通路，在使能信号无效时锁存器保持输出状态。
DFF由时钟沿触发，同步控制。
-锁存器对输进电平敏感，受布线延迟影响大，难保证输出没毛刺。
-用门电路构建锁存器消耗的门资源比DFF少。
所以在ASIC(特定用途集成电路ApplicationSpecificIntegratedCircuit)中用锁存器的集成度比DFF高。
在FPGA(FPGAField-ProgrammableGateArray即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
锁存器与寄存器
锁存器的作用在LED和数码管显示方面，要维持一个数据的显示，往往要持续的快速的刷新。
尤其是在四段八位数码管等这些要选通的显示设备上。
在人类能够接受的刷新频率之内，大概每三十毫秒就要刷新一次。
这就大大占用了处理器的处理时间，消耗了处理器的处理能力，还浪费了处理器的功耗。
锁存器的使用可以大大的缓解处理器在这方面的压力。
当处理器把数据传输到锁存器并将其锁存后，锁存器的输出引脚便会一直保持数据状态直到下一次锁存新的数据为止。
这样在数码管的显示内容不变之前，处理器的处理时间和IO引脚便可以释放。
可以看出，处理器处理的时间仅限于显示内容发生变化的时候，这在整个显示时间上只是非常少的一个部分。
而处理器在处理完后可以有更多的时间来执行其他的任务。
这就是锁存器在LED和数码管显示方面的作用:节省了宝贵的MCU时间。
锁存器和缓冲器的作用和区别锁存器就是把当前的状态锁存起来，使CPU送出的数据在接口电路的输出端保持一段时间锁存后状态不再发生变化，直到解除锁定。
还有些芯片具有锁存器，比如芯片74LS244就具有锁存的功能，它可以通过把一个引脚置高后，输出就会保持现有的状态，直到把该引脚清0后才能继续变化。
缓冲寄存器又称缓冲器，它分输入缓冲器和输出缓冲器两种。
前者的作用是将外设送来的数据暂时存放，以便处理器将它取走；后者的作用是用来暂时存放处理器送往外设的数据。
有了数控缓冲器，就可以使高速工作的CPU与慢速工作的外设起协调和缓冲作用，实现数据传送的同步。
由于缓冲器接在数据总线上，故必须具有三态输出功能。
电信设备，在数据传输中，用于弥补不同数据处理速率速度差距的存储装置叫做缓冲器。
把数据存放到缓冲器中的技术叫缓冲。
一般来说，当收、发数据双方的工作速度匹配时，这里的缓冲器可以用不带锁存结构的电路来实现。
而当收、发数据双方的工作速度不匹配，就要用带锁存结构的电路来实现了，（否则，会出现数据丢失）你可以参阅一下《脉冲与数字电路》2.三态门和锁存器有什么区别三态门具有…1‟，…0‟，…Z‟三态，用于器件间信号隔离，当需要隔离的时候就置本器件为…Z‟态，那么其他器件的信号就不会对本器件内数据构成影响，例如一条数据总线上连接有两片RAM 芯片（甲和乙），甲在输出的时候，乙一定要置输出为…Z‟态，否则数据总线上的数据将是甲和乙输出做“OR”运算的结果。
数电重点名词解释
2、D 触发器和D 锁存器的区别。
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。
(3) 请画出用D 触发器实现2 倍分频的逻辑电路？答：把D 触发器的输出端加非门接到D 端即可，如下图所示：(4) 什么是"线与"逻辑，要实现它，在硬件特性上有什么具体要求？答：线与逻辑是两个或多个输出信号相连可以实现与的功能。
在硬件上，要用OC /OD门来实现(漏极或者集电极开路)，为了防止因灌电流过大而烧坏OC 门，应在OC 门输出端接一上拉电阻(线或则是下拉电阻)。
(6) 你知道那些常用逻辑电平？TTL 与COMS 电平可以直接互连吗？答：常用的电平标准，低速的有RS232、RS485、RS422、TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、ECL、LVPECL 等，高速的有LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL 等。
TTL和CMOS不可以直接互连，由于TTL是在0.3-3.6V之间，而CMOS则是有在12V 的有在5V的。
CMOS输出接到TTL是可以直接互连。
TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻1、同步电路和异步电路的区别是什么？同步电路：存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源，因而所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。
异步电路：电路没有统一的时钟，有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连，这有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步，而其他的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。
电路设计可分类为同步电路设计和异步电路设计。
同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作，而异步电路不使用时钟脉冲做同步，其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步。
异步电路具有下列优点：无时钟歪斜问题、低电源消耗、平均效能而非最差效能、模块性、可组合和可复用性。
电路中的触发器与锁存器
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。
寄存器,触发器,锁存器区别与联系
1.1 寄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。
1.2 锁存器由若干个钟控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。
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。
1.3 缓冲器缓冲器相当于一个寄存器，暂时保存数据.缓冲是用来在两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。
除了在关键的地方采用少量硬件缓冲器之外，大都采用软件缓冲。
软件缓冲区是指在I/O操作期间用来临时存放输入/输出数据的一块存储区域。
在操作系统中，引入缓冲的主要原因如：缓和CPU与l/0设备间速度不匹配的矛盾。
一般情况下，程序的运行过程是时而进行计算，时而进行输入或输出。
以输出为例，如果没有缓冲，则程序在输出时，必然由于打印机的速度跟不上而使CPU停下来等待;然而在计算阶段，打印机又无事可做。
如果设置一个缓冲区，程序可以将待输出的数据先输出到缓冲区中，然后继续执行;而打印机则可以从缓冲区取出数据慢慢打印。
1.4 寄存器和锁存器的区别（1）寄存器是同步时钟控制，而锁存器是电位信号控制。
（2）寄存器的输出端平时不随输入端的变化而变化，只有在时钟有效时才将输入端的数据送输出端（打入寄存器），而锁存器的输出端平时总随输入端变化而变化，只有当锁存器信号到达时，才将输出端的状态锁存起来，使其不再随输入端的变化而变化可见，寄存器和锁存器具有不同的应用场合，取决于控制方式以及控制信号和数据之间的时间关系：若数据有效一定滞后于控制信号有效，则只能使用锁；数据提前于控制信号而到达并且要求同步操作，则可用寄存器来存放数据。
一、锁存器1. 锁存器的工作原理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。
寄存器,触发器,锁存器之间的区别与联系
寄存器，触发器，锁存器之间的区别与联系寄存器一般是边沿触发的触发器，电路里叫register，而触发器就是楼上所说的各种逻辑门构成的包含电平触发和边沿触发的两种，而锁存器则是电平触发的。
所以一般说来，我们只叫寄存器和锁存器两种，在时序电路中寄存器的作用就是只在时钟的边沿有效传输data （setup time和hold time满足），而锁存器则在有效电平器件都可以传输data寄存器:register，由时钟沿触发的，一般是主从的,我们这数字电路里也学过主要是由传输门和反向器构成,应用很广！锁存器:latch，由电平触发,有很很多种，有我们数字电路里学的JK,RS等，一般是用传输门和反向器构成构成在较多，其优点是面积小，但时序分析较困难!触发器一般是指寄存器:flip-flopD触发器上电时Q和Q非的电平是怎样的？D触发器刚上不定的。
只有当有反馈后才知道。
可以在R、S端加RC延时电路来预制初态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。
verilog锁存器寄存器
触发器与锁存器的区别
"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.
锁存器---对脉冲电平敏感，在时钟脉冲的电平作用下改变状态
触发器---对脉冲边沿敏感，其状态只在时钟脉冲的上升沿或下降沿的瞬间改变
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.
在FPGA设计中建议多采用触发器。
VHDL中触发器的语言描述
process
begin
wait until clk’event and clk=’1’
q <= d;
end process;
VHDL中锁存器的语言描述
process(en,d)
begin
if en=’1’ then
q <= d;
end if;
end process;
Verilog中触发器的语言描述
always @ (posedge clk)
begin
q<=d;
end
Verilog中锁存器的语言描述
always@(en,d)
begin
if(en = = 1’b1) q<=d;
end
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锁存器和触发器
CP
CP
2、双稳态存储单元电路
介稳态
G1 1 Q
稳态 0 0
稳态 1 1
G2 1 Q
双稳态的物理模型
双稳态存储单元电路
VI1
G1 1
VO1
Q
VI2
1 G2 VO2
Q
第一种稳态： Q=0，Q =1； 第二种稳态： Q =0. Q=1，
3、锁存器
3.1 SR锁存器
（1）基本SR锁存器（或非门）
R G1 ≥1 Q
数字电路 --锁存器和触发器
1、锁存器与触发器
相同点：
都具有0和1两个稳定状态，一旦状态被确定，就能自行保持，即 长期存储一位二进制码，直到通过外部信号的作用才有可能改变。
不同点：
锁存器---对脉冲电平敏感，它们 可以在特定输入脉冲电平作用下改 变状态。 触发器---对脉冲边沿敏感的存储电 路，其状态只有在被称作时钟脉冲 的上升沿或下降沿的变化瞬间才能 改变。
L L H H L L ×
DN
L H L* H* ×
内部锁存 器状态
L H L H ×
输出 QN
L H L H 高阻
锁存和读锁存器 锁存和禁止输出
L L H
传输门电路及其工作原理
C TP VI/VO +5V 0V TN C VO/VI
C VI/VO TG C VO/VI
CMOS传输门由一个P沟道和一个N沟道增强型MOSFET并联而成，如图所示。 TN和TP是结构对称的器件，它们的漏极和源极是可互换的，因而传输门的输入和输出 端可以互换使用，即为双向器件。
1 G2 Q
E=1时的等效电路： C =0,C=1 G1 TG1导通 1 D Q TG2断开 TG1
触发器与存储器的关系与区别
触发器与存储器的关系与区别触发器和存储器是计算机中常用的组件，它们在数据存储和信号传递方面扮演着重要的角色。
尽管它们在某些方面有一些相似之处，但它们的功能和应用却有着明显的区别。
本文将对触发器和存储器的关系及区别进行探讨。
一、触发器的概念与功能触发器是一种用于存储和操作数据的电子器件。
它通常由若干个逻辑门组成，能够在特定的输入信号下产生一个稳定的输出信号。
触发器可以存储和传输单个比特（bit）的数据，并能够在电路中实现逻辑功能。
触发器的主要功能包括存储数据、产生时序信号、记录状态等。
例如，SR触发器（Set-Reset触发器）可以在两个输入引脚上接收输入信号，通过设定和复位的方式传输和存储数据。
D触发器（Data触发器）则可以存储和传输单个比特的数据，并用于时序控制应用。
二、存储器的概念与功能存储器又称为内存（Memory），是用于存储和检索数据的重要设备。
它可以存储和读取大量的数据，并提供给中央处理器（CPU）进行运算和处理。
存储器通常以字节（byte）为基本单位，不仅可以存储数据，还可以存放指令和程序。
存储器的主要功能包括随机存取、持久存储和数据共享等。
例如，随机存取存储器（RAM）可以按照任意顺序读取和写入数据，并且具有较快的存取速度。
只读存储器（ROM）则用于存储固定不变的数据和指令，如操作系统和引导程序。
三、触发器与存储器的关系触发器和存储器之间存在着密切的关系。
触发器可以看作是存储器的一部分，因为它能够存储和传输数据。
在计算机系统中，触发器常常被用于实现存储器中的寄存器，来暂时存储和传递数据。
存储器则是一个更大的概念，它包含了触发器以外的其他组件，如DRAM（动态随机存取存储器）、SRAM（静态随机存取存储器）等。
存储器可以存储和处理大量的数据，并提供给CPU进行操作。
触发器在存储器中扮演着重要的角色，通过触发器的组合与控制，存储器可以实现复杂的计算和存储功能。
四、触发器与存储器的区别触发器和存储器在功能和应用上有一些明显的区别。
数字电子技术基础第5章锁存器与触发器PPT课件
分立元件触发器和集成触发器。
按工作方式分类
边沿触发器和电平触发器。
触发器的工作原理
触发器在输入信号的作用下，通过内部逻辑门电路的开关特性，实现状态的翻转。
触发器的状态翻转通常发生在时钟脉冲的边沿，此时触发器的输出状态将根据输入 信号和内部状态而改变。
触发器具有置位、复位和保持三种基本功能，这些功能可以通过组合不同的逻辑门 电路来实现。
存储器
触发器还可以用于构建更复杂的存储器，如静态随机存取存储器（SRAM）等。在这些存储器中，触发器 用于存储二进制数据，并在需要时提供数据输出。
两者结合的应用实例
• 数字系统：在数字系统中，锁存器和触发器经常结合使用。 例如，在微处理器或数字信号处理系统中，锁存器和触发器 用于实现数据的存储、传输和控制。这些系统中的锁存器和 触发器通常以大规模集成（LSI）或超大规模集成（VLSI） 的形式存在。
VS
中规模集成电路
在中规模集成电路中，我们将学习一些常 见的数字集成电路，例如译码器、编码器 和比较器等。这些集成电路在数字系统中 有着广泛的应用，例如在计算机、通信和 控制系统等。我们将学习这些集成电路的 工作原理、特性和应用。
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04
锁存器与触发器的比较
工作原理比较
锁存器
在时钟信号的控制下，实现数据的存 储和传输。当控制信号处于高电平时 ，数据被写入锁存器；当控制信号处 于低电平时，数据保持不变。
触发器
具有记忆功能的基本逻辑单元，能够 在时钟信号的控制下，实现数据的存 储和传输。在时钟脉冲的上升沿或下 降沿时刻，数据被写入触发器。
锁存器和触发器在数字电路中有着广 泛的应用，例如在寄存器、计数器和 时序逻辑电路中。在本章中，我们学 习了这些应用的具体实现和原理。
锁存器和寄存器的使用方法
锁存器和寄存器的使用方法一、引言在计算机领域中，锁存器（Latch）和寄存器（Register）是两个常见的存储器件。
它们在计算机的存储和处理数据过程中起着重要的作用。
本文将分别介绍锁存器和寄存器的使用方法。
二、锁存器的使用方法锁存器是一种用于存储数据的电子元件，它可以存储一个或多个比特的数据，并且可以保持数据的状态。
锁存器常用于存储中间结果、状态标志等临时数据。
1. 锁存器的结构和工作原理锁存器由触发器（Flip-Flop）构成，触发器是一种可以存储一个比特数据的电路。
触发器有多种类型，如D触发器、JK触发器等。
其中，D触发器是最常用的一种。
2. 锁存器的使用场景锁存器常用于存储中间结果，以便在需要时能够保持数据的状态。
比如，在计算机的算术逻辑单元（ALU）中，使用锁存器来存储运算结果。
另外，锁存器还可以用于存储状态标志，如溢出标志、零标志等。
3. 锁存器的使用方法使用锁存器时，首先需要确定所需存储的数据的位数。
然后，选择合适的触发器类型，并按照需要的功能进行连接。
连接后，可以通过控制信号来写入数据或读取数据。
对于多位数据存储，可以使用多个锁存器进行级联。
三、寄存器的使用方法寄存器是一种用于存储和处理数据的电子元件，它可以存储多个比特的数据，并且可以进行运算和逻辑操作。
寄存器是计算机中最常见的存储器件之一。
1. 寄存器的结构和工作原理寄存器由多个触发器构成，通常是由多个D触发器级联而成。
每个触发器可以存储一个比特的数据。
寄存器还包含一些控制逻辑，用于实现不同的功能。
2. 寄存器的使用场景寄存器广泛应用于计算机的数据处理过程中。
它可以用于存储操作数、存储运算结果、存储地址等。
在计算机的指令执行过程中，寄存器起着至关重要的作用。
3. 寄存器的使用方法使用寄存器时，首先需要确定所需存储的数据的位数。
然后，选择合适的寄存器类型，并按照需要的功能进行连接。
连接后，可以通过控制信号来写入数据、读取数据或进行运算操作。
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。
锁存器和触发器
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）。
寄存器、触发器、锁存器的区别与联系
寄存器、触发器、锁存器的区别与联系
寄存器、触发器、锁存器的区别与联系：
触发器（flip—flop）:是对脉冲边沿（上升沿或下降沿）敏感的存储单元，有D触发器、R-S触发器、J-K触发器和T触发器；其中硬件中⽤的最多的是D触发器。
输出信号只在时钟脉冲上升沿或下降沿的瞬间发⽣变化，具有记忆功能。
锁存器（Latch）：是对电平敏感的存储单元，当锁存器处于使能电平状态时，输出才随着输⼊的变化⽽变化，但锁存器在电路中容易产⽣⽑刺。
锁存器在cpu设计中⽐较常见，⽐如在访问内存时有地址锁存器。
寄存器（register）：寄存器是⽤来存储⼀位⼆进制数据的同步时序逻辑电路，由触发器构成，具有记忆功能，当多个触发器的始终连接起来时可以构成各种寄存器：有数据寄存器、移位寄存器、计数器、串并转换、缓冲器。
个⼈暂时理解，如果有更多的画之后会逐渐补充，百度⽂库终于有更详细的解析，感兴趣的朋友可以找找度娘。
锁存器与触发器各详解.pptx
1
≥1
0
1
≥1
0 0
≥1
1
3
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3）S=R=0时 Q 和 Q 互锁，保持不变。 这是锁存器的特点：当输入处于某一状态时，输出保持。
两个稳定状态：
S=0，R=0，Q=1： S=0，R=0，Q=0：
0
1
≥1
≥1
锁Q 存=0 器的存储 Q 记=1 忆功能
1
0
≥1
≥1
0
0
2. T 3、状态转换图
Qn1 TQnTQn
TJ ==11
K=×
T=KJ0==×0
0
1
KJT==×0=0
TKJ===×11
当T触发器的输入控制端为T=1时，称为T’触发器。
T’触发器的特性方程为： Qn1 Qn
46
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四、 RS触发器
1. 状态真值表
S
R
S CP R
(b) 曾用符号
CP
S
R
置为为““？1””状状态态
CP
Q F主 Q
S CP R
1
J .K
CP
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(4) J=0,K=0
保持原态 保持原态
Q
.
Q.
Q F从 Q
CP
S
R
CP
Q F主 Q S 0 CP R0
0
0
J .K
1
CP 0
0
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保持原态
1
真 值 表
CP↓
J K Qn 000 001 010 011 100 101 110 111
第五章 锁存器和触发器讲解
C
RD 1
Q F主 Q S C R
1
0
要求CP高电平期间J、
K的状态保持不变。
J 1C K
0
0
机电工程学院
31
分析JK触发器 的逻辑功能 (1)J=1, K=1
设触发器原 态为“0”态
翻转为“1”态
状态不变
Q0
Q1
1
0
Q
Q
F从
SCR
状态不变
主从状 态一致
SD 1 C 0 RD 10
Q
Q
忆功能。
& G1
Q0
.0
& G2
0 SD1
1 RD1
机电工程学院
12
(4) SD=0，RD = 0
当信号SD= RD = 0同
时变为1时，
由于与非 1 .
“1”态 Q 1
. 0 若先翻转
当第二个门电路先反 转,锁存器状态是“1” & G1
& G2
态。
11 10 1 1
1
28
2. 工作原理
1
CP 0
F从封锁
F从状态保持不变。
Q
Q
Q
Q
F从
SCR
SD
C
RD
0
F主打开
F主状态由J、K决 定，接收信号并
Q F主 Q S C R
1
1
暂存。
JK
1 CP
0
机电工程学院
29
1
CP 0
0
Q
Q
F从打开
从触发器的状态取 决于主触发器，并
Q
Q
F从
SCR
保持主、从状态一 致，因此称之为主 从触发器。
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1.1 寄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。
1.2 锁存器由若干个钟控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。
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。
1.3 缓冲器缓冲器相当于一个寄存器，暂时保存数据.缓冲是用来在两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。
除了在关键的地方采用少量硬件缓冲器之外，大都采用软件缓冲。
软件缓冲区是指在I/O操作期间用来临时存放输入/输出数据的一块存储区域。
在操作系统中，引入缓冲的主要原因如：缓和CPU与l/0设备间速度不匹配的矛盾。
一般情况下，程序的运行过程是时而进行计算，时而进行输入或输出。
以输出为例，如果没有缓冲，则程序在输出时，必然由于打印机的速度跟不上而使CPU停下来等待;然而在计算阶段，打印机又无事可做。
如果设置一个缓冲区，程序可以将待输出的数据先输出到缓冲区中，然后继续执行;而打印机则可以从缓冲区取出数据慢慢打印。
1.4 寄存器和锁存器的区别（1）寄存器是同步时钟控制，而锁存器是电位信号控制。
（2）寄存器的输出端平时不随输入端的变化而变化，只有在时钟有效时才将输入端的数据送输出端（打入寄存器），而锁存器的输出端平时总随输入端变化而变化，只有当锁存器信号到达时，才将输出端的状态锁存起来，使其不再随输入端的变化而变化可见，寄存器和锁存器具有不同的应用场合，取决于控制方式以及控制信号和数据之间的时间关系：若数据有效一定滞后于控制信号有效，则只能使用锁；数据提前于控制信号而到达并且要求同步操作，则可用寄存器来存放数据。
一、锁存器1. 锁存器的工作原理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。
锁存器原理见图锁存器是锁存控制信号输入端，D数据输入端，Q和是数据互补输出端。
Ⅰ：=0，左与门被封锁,被封锁输出∴Ⅱ：时，分两种情况(a) 输出，所以D不影响(b) 输出，所以D也不影响∴结论：原来状态不被改变，D不影响.由上述分析看出：也就是说, 由01时刻将数据D锁定并保持，直到由10.本例锁存器是控制信号上升沿锁存数据，高电平保持，非号的意义是低电平时输入数据可以直达输出端。
有的锁存器是控制信号C下降沿锁存低电平保持，即加一个非门将控制信号C反相；有的锁存器在输出端加一个三态门，由另一个控制信号OC控制；另外还有的锁存器带有直接置0（清除）、置1（预置）输入端，等同于触发器的R D，S D端。
集成锁存器有多种型号，如 TTL的74LS77,74LS363等，也有CMOS的如4508，4042，74HL373等，需要使用时可以查阅手册。
二、数据寄存器寄存器用于寄存一组二值代码，它被广泛的用于各类数字系统和计算机中。
因为一个触发器能储存1位二值代码，所以N个触发器组成的寄存器能储存一组N 位二值代码。
对寄存器中的触发器只要求它们具有置1，置0的功能即可，因而无论是用同步RS结构触发器，还是用主从结构或边沿触发结构的触发器，都可以组成寄存器，一般由D触发器组成。
下图给出一个4位数码寄存器，时钟CP被称为存数指令或存数命令，在CP脉冲的上升沿时刻，各触发器将各自数据输入端D的数据存入，除此时刻，无论CP是低电平、高电平、还是下降沿，各触发器保持各自的数据不变。
四位数码寄存器三、移位寄存器寄存器只有寄存数据或代码的功能。
有时为了处理数据，需要将寄存器中的各位数据在移位控制信号作用下，依次向高位或向低位移动1位。
具有移位功能的寄存器称为移位寄存器。
移位寄存器按数码移动方向分类有左移，右移，可控制双向（可逆）移位寄存器；按数据输入端、输出方式分类有串行和并行之分。
1. 串行码与通信数据通信几乎都用串行方式将传送的数据按时间顺序一位一位地传送，以节省电缆芯线条数，但是在终端的数据处理是并行的，这就需要在发送端将要发送的并行数据变成串行数据才能发送，而在接收端需要将接收到的串行数据再转换成并行数据进行处理，这些转换工作是由移位寄存器完成的。
2. 串入并出移位寄存器4位串入并出右移寄存器上图是一个简单的4位右移寄存器，在移位指令（CP脉冲）作用下输入数据D 存入FF3，Q3的状态移存到FF2，由此得到逻辑式：在四个CP脉冲之后，将四个串行码移位存入4个触发器，取出数据方式是在所有的触发器地Q端同时取出，称为并行输出，移位寄存器即完成了串行码到并行码的转换功能。
假设输入串行码为4位二进制数1011，输入方式为低位在先，也就是按1101地顺序依次输入，可以分析动作特点：经过4个时钟脉冲后，1011出现在寄存器输出端,这样就将串行输入D的数据转换为并行输出。
同时在第八个时钟脉冲作用后，数码从端全部移出寄存器，这说明存入该寄存器中的数码也可以从端串行输出。
既可以右移，又可以左移，而且除了D边沿触发器构成移位寄存器外，还可以用诸如JK等触发器构成移位寄存器。
3. 并入串出移位寄存器。
4位并入串出右移寄存器上图是一个简单的4位右移寄存器◆取样方式M=1时，CP的作用是取样指令。
在CP的作用下，输入数据~通过与非门存入~,即出现在输出第一个数据。
◆M=0时，封锁数据输入的与门，CP脉冲的作用也相应的转变为移位指令用逻辑式表示：假设输入并形码为1011输出方式位低位在先，也就是按1、1、0、1顺序输出，我们可以画出状态表和波形图。
4位串入并出右移寄存器状态表和状态图4. 双向移位寄存器前面讲的右向移位寄存器：左边触发器的输出作为右邻触发器的数据的数据输入。
如果让右边触发器的输出作为左邻触发器的输入，则可构成左向移位寄存器。
当然如果增加一些控制门后，则可以实现双向移位寄存器。
在二进制数之计算中，左移相当于对数值乘2，右移相当于对数值除2，因而在计算机中常使用的既能左移又能右移的双向寄存器。
在移存型计数器中介绍集成双向移位寄存器74194。
四、寄存器的应用1. 可以完成数据的并串、串并转换2.可以用做显示数据锁存器许多设备需要显示计数器的记数值，以8421BCD码记数，以七段显示器显示，如果记数速度较高，人眼则无法辨认迅速变化的显示字符。
在计数器和译码器之间加入一个锁存器，控制数据的显示时间是常用的方法。
3.用作缓冲器缓冲器在数字系统中用途很多：（1）如果器件带负载能力有限，可加一级带驱动器的缓冲器；（2）前后级间逻辑电平不同，可用电平转换器加以匹配；（3）逻辑极性不同或需要将单性变量转换为互补变量时，加带反相缓冲器；（4）需要将缓变信号变为边沿陡峭信号时，加带施密特电路的缓冲器（5）数据传输和处理中不同装置间温度和时间不同时，加一级缓冲器进行弥补等等。
74LS373、74LS374即为带动驱动器的组件，可以用作缓冲器，能够完成上述（1）、（5）两个任务。
4. 组成计数器移位寄存器可以组成移位型计数器，如环形或扭环形计数器。
寄存器一般是边沿触发的触发器，电路里叫register，而触发器就是楼上所说的各种逻辑门构成的包含电平触发和边沿触发的两种，而锁存器则是电平触发的。
所以一般说来，我们只叫寄存器和锁存器两种，在时序电路中寄存器的作用就是只在时钟的边沿有效传输data（setup time和hold time满足），而锁存器则在有效电平器件都可以传输data寄存器:register，由时钟沿触发的，一般是主从的,我们这数字电路里也学过主要是由传输门和反向器构成,应用很广！锁存器:latch，由电平触发,有很很多种，有我们数字电路里学的JK,RS等，一般是用传输门和反向器构成构成在较多，其优点是面积小，但时序分析较困难!触发器一般是指寄存器:flip-flopD触发器上电时Q和Q非的电平是怎样的？D触发器刚上不定的。
只有当有反馈后才知道。
可以在R、S端加RC延时电路来预制初态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。
触发器与锁存器的比较：1、latch由电平触发，非同步控制。
在使能信号有效时latch相当于通路，在使能信号无效时latch保持输出状态。
DFF由时钟沿触发，同步控制。
2、latch对输入电平敏感，受布线延迟影响较大，很难保证输出没有毛刺产生；DFF则不易产生毛刺。
3、如果使用门电路来搭建latch和DFF，则latch消耗的门资源比DFF要少，这是latch比DFF优越的地方。