硬件基础——锁存器

article/2025/4/4 19:52:24

双稳态

在电子电路中。双稳态电路的特点是:在没有外来触发信号的作用下,电路始终处于原来的稳定状态。在外加输入触发信号作用下,双稳态电路从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。由于它具有两个稳定状态,故称为双稳态电路。双稳态电路在自动化控制中有着广泛的应用。

这里的两个稳定状态,指的是有0和1两种状态。重点在“稳态”。

在电子电路中,双稳态器件是存储器件的基本模块,具有记忆一位二值信号的功能,只要没有新的输入,那么输出端的状态就会一直保持。

SR锁存器

Set-Reset Latch,置位-复位锁存器。

SR锁存器(Set-Reset Latch)属于静态存储单元的一种。一般由两个或非门或者与非门组成。

所谓的锁存,就是说当前的状态不受输入端的影响。

本文以或非门为例,与非门组成的锁存器和或非门组成的锁存器原理、特性表相似。

电路图如下所示:

用或非门组成的锁存器

SR锁存器电路的基本特点是,两个或非门的输出又返回作为另一个或非门的其中一个输入。

Q和Q'是输出端,并且定义Q=1、Q’=0为锁存器的1状态;反之,Q=0、Q’=1为锁存器的0状态。

SD与RD称为输入端,SD称为置位端或置1输入端;RD称为复位端或置0输入端。

RD=1、SD=0时:

我一直有个疑问,像这种有反馈连接的电路怎么分析呢?比如,RD=1时也不知道另一个输入是什么状态,咋确定Q?同理,我先分析SD=0时,也不知道另一个输入是啥。

其实,我们主要是分析输出会不会受输入的影响。

首先,分析一个或非门,以G1为例:

假设G1的下引脚是0,那么R为1时,Q为0,当R变成0时,Q就会变成1。

显然,输出会受输入的影响。

接下来,我们分析锁存器电路。

一开始,Q=0,很容易能分析出来,当R改变时,Q不受影响,以此完成了锁存功能。

但并不是所有R和S的所有变化都能锁存。

具体的特性表如下:

SDRDQQ*
0000
0011
1001
1011
0100
0110
110*
111*

其中Q代表原来锁存器的状态(初态),Q*代表锁存器新的状态(次态)。

这个特性表的意思是,初态在遇到相应的SD和RD条件时,会变成相应的次态。

这里的初态和次态,指的都是Q端的状态,具体见上方锁存器的1态和0态定义。

比如,当SD和RD都变成0时,处于锁存状态:

锁存器的作用

1、缓存;

2、完成高速的控制器和慢速的外设不同步问题

3、解决驱动的问题;

4、解决一个I/O口既能输出也能输入的问题。

优点:面积小,速度较快;

缺点:电平触发,非同步设计,受布线延迟影响大。

74HC573芯片

百度上好多零散的资料也不知道对不对,最好的方法是查看芯片手册,重点关注真值表。

在这里插入图片描述

74HC573芯片是一个锁存器,简单来说就是由输入引脚Dx来控制输出引脚Qx(X等于0-7)。OE和LE影响Dx控制Qx的结果。

在这里插入图片描述

高阻态可以理解成电阻无穷大,相当于断路。
当OE(output enable:输出使能)为L,LE(latch enable:锁存器使能)为L时74HC573工作在锁存模式,此时Qx的输出被锁存(进入锁存状态之前是高就一直是高,是低就一直是低,这就叫锁存。),这就是锁存器的作用。

当OE为L,LE为H时74HC573工作在跟随模式,此时Qx的输出跟随Dx的输入变化而变化。此时逻辑上可以认为74HC573是透明的。


http://chatgpt.dhexx.cn/article/2l6ZjJXd.shtml

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