鎖存器

存儲電路由存儲器件組成,能存儲一位二值信號的器件稱為存儲單元電路，存儲單元電路大多是雙穩態電路。

雙穩態電路特點:

①具有兩個穩定狀態,用0 和1表示,在無外信號作用時,電路長期處于某個穩定狀態，這兩個穩定狀態可用來表示一位二進制代碼。

②它有一個或多個輸入端，在 外加信號激勵下，可使電路從一個狀態轉換成另一個狀態。

兩類存儲單元電路 ：

(1) 鎖存器 (2) 觸發器

鎖存器: 直接由激勵信號控制電路狀態的存儲單元.

觸發器: 除激勵信號外,還包含一個稱為時鐘的控制信號輸入端. 激勵信號和時鐘一起控制電路的狀態.

鎖存器和觸發器工作波形示意圖:

普通鎖存器

1. RS 鎖存器的電路結構及邏輯符號

兩個輸入端(激勵端):

SD :置位端(置1端);

RD :復位端(置0端);

定義:

2. RS 鎖存器的邏輯功能分析

設: 電路的原狀態表示為Q^n,新狀態表示為Q^n+1.

① SD=0; RD=0 (無激勵信號),有下列兩種情況:

② SD=0; RD=1 (置0信號有效):

③ SD=1; RD=0 (置1信號有效):

④ SD=1; RD=1 (置0、置1同時信號有效):

一般情況下，SD=RD=1應禁止使用。

RS鎖存器的約束條件：

由與非門構成的RS鎖存器：

3 RS鎖存器的功能描述

① 特性表

② 特性方程

(3)狀態圖

(4) RS鎖存器工作波形圖

(初態假設為0)

4. RS 鎖存器的 VHDL 描述

門控鎖存器

1. 門控RS鎖存器

在RS鎖存器的基礎上, 加控制信號,使鎖存器狀態轉換的時間,受控制信號的控制.

(1)門控 RS 鎖存器的電路結構及邏輯符號

(2)門控 RS 鎖存器的邏輯功能分析

當C=1時:門控RS鎖存器功能和RS鎖存器完全相同;

當C=0時:RD=SD=0,鎖存器狀態保持不變.

(3)門控 RS 鎖存器的邏輯功能描述

1) 門控RS鎖存器特性方程:

2) 門控RS鎖存器特性表:

3) 門控RS鎖存器工作波形圖:

2. 門控 D 鎖存器

能將呈現在激勵輸入端的單路數據D存入交叉耦合結構的鎖存器單元中.

(1)門控 D 鎖存器的電路結構及邏輯符號

(2)門控 D 鎖存器的邏輯功能分析

(3)門控 D 鎖存器的邏輯功能描述

1)D鎖存器特性方程:

2)D鎖存器特性表:

3)狀態圖：

4)D鎖存器工作波形圖: (假設初態為0)

(4)門控 D 鎖存器的 VHDL 描述

部分常用集成鎖存器