一、什么是鎖存器

　　鎖存器（Latch）是一種對脈沖電平敏感的存儲單元電路，它們可以在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態。鎖存，就是把信號暫存以維持某種電平狀態。鎖存器的最主要作用是緩存，其次完成高速的控制器與慢速的外設的不同步問題，再其次是解決驅動的問題，最后是解決一個I/O口既能輸出也能輸入的問題。鎖存器是利用電平控制數據的輸入，它包括不帶使能控制的鎖存器和帶使能控制的鎖存器。

　　二、鎖存器的工作原理

　　在LED和數碼管顯示方面，要維持一個數據的顯示，往往要持續的快速的刷新。尤其是在四段八位數碼管等這些要選通的顯示設備上。在人類能夠接受的刷新頻率之內，大概每三十毫秒就要刷新一次。這就大大占用了處理器的處理時間，消耗了處理器的處理能力，還浪費了處理器的功耗。

　　鎖存器的使用可以大大的緩解處理器在這方面的壓力。當處理器把數據傳輸到鎖存器并將其鎖存后，鎖存器的輸出引腳便會一直保持數據狀態直到下一次鎖存新的數據為止。這樣在數碼管的顯示內容不變之前，處理器的處理時間和IO引腳便可以釋放。可以看出，處理器處理的時間僅限于顯示內容發生變化的時候，這在整個顯示時間上只是非常少的一個部分。而處理器在處理完后可以有更多的時間來執行其他的任務。這就是鎖存器在LED和數碼管顯示方面的作用：節省了寶貴的MCU時間。

　　鎖存器的工作原理如下：

　　鎖存器原理圖

　　三、鎖存器的作用介紹

　　在LED和數碼管顯示方面，要維持一個數據的顯示，往往要持續的快速的刷新。尤其是在四段八位數碼管等這些要選通的顯示設備上。在人類能夠接受的刷新頻率之內，大概每三十毫秒就要刷新一次。這就大大占用了處理器的處理時間，消耗了處理器的處理能力，還浪費了處理器的功耗。

　　鎖存器的使用可以大大的緩解處理器在這方面的壓力。當處理器把數據傳輸到鎖存器并將其鎖存后，鎖存器的輸出引腳便會一直保持數據狀態直到下一次鎖存新的數據為止。這樣在數碼管的顯示內容不變之前，處理器的處理時間和IO引腳便可以釋放。可以看出，處理器處理的時間僅限于顯示內容發生變化的時候，這在整個顯示時間上只是非常少的一個部分。而處理器在處理完后可以有更多的時間來執行其他的任務。這就是鎖存器在LED和數碼管顯示方面的作用：節省了寶貴的MCU時間。

　　鎖存器和緩沖器的作用和區別：

　　鎖存器就是把當前的狀態鎖存起來，使CPU送出的數據在接口電路的輸出端保持一段時間鎖存后狀態不再發生變化，直到解除鎖定。還有些芯片具有鎖存器，比如芯片74LS244就具有鎖存的功能，它可以通過把一個引腳置高后，輸出就會保持現有的狀態，直到把該引腳清0后才能繼續變化。

　　緩沖寄存器又稱緩沖器，它分輸入緩沖器和輸出緩沖器兩種。前者的作用是將外設送來的數據暫時存放，以便處理器將它取走；后者的作用是用來暫時存放處理器送往外設的數據。有了數控緩沖器，就可以使高速工作的CPU與慢速工作的外設起協調和緩沖作用，實現數據傳送的同步。由于緩沖器接在數據總線上，故必須具有三態輸出功能。

　　四、鎖存器的應用實例

　　I/O口復用：當單片機連接片外存儲器時，要接上鎖存器，這是為了實現地址的復用。假設，MCU端口其中的8路的I/O管腳既要用于地址信號又要用于數據信號，這時就可以用鎖存器先將地址鎖存起來。（具體操作：先送地址信息，由ＡＬＥ使能鎖存器將地址信息鎖存在外設的地址端，然后送數據信息和讀寫使能信號，在指定的地址進行讀寫操作）

　　如果單片機的總線接口只作一種用途，不需要接鎖存器；如果單片機的總線接口要作兩種用途，就要用到鎖存器。例如：一個I/O口要控制兩個LED，對第一個LED送數據時，“打開”第一個鎖存器而“鎖住”第二個鎖存器，使第二個LED上的數據不變。對第二個LED送數據時，“打開”第二個鎖存器而“鎖住”第一個鎖存器，使第一個LED上的數據不變。如果單片機的一個口要做三種用途，則可用三個鎖存器，操作過程相似。就這一種用法而言，可以把鎖存器視為單片機的I/O口的擴展器。

　　五、常用74系列鎖存器芯片介紹

　　1.74–系列

　　這是早期的產品，現仍在使用，但正逐漸被淘汰。

　　2．74H–系列

　　這是74–系列的改進型，屬于高速TTL產品。其―與非門‖的平均傳輸時間達10ns左右，但電路的靜態功耗較大，目前該系列產品使用越來越少，逐漸被淘汰。

　　3．74S–系列

　　這是TTL的高速型肖特基系列。在該系列中，采用了抗飽和肖特基二極管，速度較高，但品種較少。

　　4．74LS–系列

　　這是當前TTL類型中的主要產品系列。品種和生產廠家都非常多。性能價格比比較高，目前

　　在中小規模電路中應用非常普遍。

　　5．74ALS–系列

　　這是―先進的低功耗肖特基‖系列。屬于74LS–系列的后繼產品，速度（典型值為4ns）、功耗（典型值為1mW）等方面都有較大的改進，但價格比較高。

　　6．74AS–系列

　　這是74S–系列的后繼產品，尤其速度（典型值為1.5ns）有顯著的提高，又稱―先進超高速肖特基‖系列。

　　7．74HC–系列

　　54/74HC–系列是高速CMOS標準邏輯電路系列，具有與74LS–系列同等的工作度和CMOS集成電路固有的低功耗及電源電壓范圍寬等特點。74HCxxx是74LSxxx同序號的翻版，型號最后幾位數字相同，表示電路的邏輯功能、管腳排列完全兼容，為用74HC替代74LS提供了方便。

　　74系列芯片大全

　　7400TTL2輸入端四與非門

　　7401TTL集電極開路2輸入端四與非門

　　7402TTL2輸入端四或非門

　　7403TTL集電極開路2輸入端四與非門

　　7404TTL六反相器

　　7405TTL集電極開路六反相器

　　7406TTL集電極開路六反相高壓驅動器

　　7407TTL集電極開路六正相高壓驅動器

　　7408TTL2輸入端四與門

　　7409TTL集電極開路2輸入端四與門

　　7410TTL3輸入端3與非門

　　7411TTL3輸入端3與門

　　7412TTL開路輸出3輸入端三與非門

　　7413TTL4輸入端雙與非施密特觸發器

　　7414TTL六反相施密特觸發器

　　7415TTL開路輸出3輸入端三與門

　　7416TTL開路輸出六反相緩沖/驅動器

　　7417TTL開路輸出六同相緩沖/驅動器

　　7420TTL4輸入端雙與非門

　　7421TTL4輸入端雙與門

　　7422TTL開路輸出4輸入端雙與非門

　　7427TTL3輸入端三或非門

　　7428TTL2輸入端四或非門緩沖器