锁存器与触发器

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常见存储电路

RS锁存器

锁存器的机制为电平触发。基本的RS锁存器有两个输入端：set端和reset端。两个输出端：Q和Q非

以下图为例：

• 当置位时，SD位为1，RD位为0 ——>Q为1，Q非为0
• 当复位时，SD位为0，RD位为1—— >Q为0，Q非为1

可以看出这时Q的状态就是锁存器的状态

• 锁存器可以存值的原理：
  已复位为例，假设此时输入端的激励信号消失，那么SD和RD都为0。
  此时G1门的输入端的Q非应该为上次复位时的值1（时序电路的特点）
• 禁止出现SD为1，RD也为1的情况。（既复位又置位），会导致Q的状态不确定。
• RS锁存器也可使用与非门实现（低电平有效）

D锁存器

与非门实现的D锁存器结构如下：

 

• 可以看出，当C=1时，该锁存器有效。此时D的状态决定了Qn+1的状态

• 当C被拉高时，Q的状态随着D的状态变化
• 当C被拉低时，锁存此时D的状态

但触发器会出现空翻现象，即当C有效，D不断变化时，一次时钟来到期间，触发器多次翻转

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主从D触发器

触发器是边沿触发的。主从D触发器可以很好地解决空翻现象

• F1为主触发器，F2为从触发器
• 主从D触发器为边沿触发
  当激励产生，CLK=0，D=1，F1工作，此时Q1=1，但F2只能等到下一拍才可触发。下一拍CLK=1，Q1=1，F2工作，Q=1。
• 可以有效解决空翻

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寄存器

寄存器的工作原理与D触发器基本一致，可以保持当前值直到时钟边沿的到来。

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右移位寄存器

移位寄存器就是根据D触发器的特性串联实现的，一次信号变化移动一位

• 第一次变化如下图，第一位置1，其余位不变

• 第二次变化如下图，第二位在时钟边沿到达时，由于触发器的特性而置1

• 后面的变化与上面类似

触发器是时序电路中一种非常常见的元器件，在时序电路中用来锁存值，也与非阻塞赋值有关。

而在verilog编码中要尽量防止锁存器的出现。

 

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