鎖存器

存儲(chǔ)電路由存儲(chǔ)器件組成,能存儲(chǔ)一位二值信號(hào)的器件稱為存儲(chǔ)單元電路，存儲(chǔ)單元電路大多是雙穩(wěn)態(tài)電路。

雙穩(wěn)態(tài)電路特點(diǎn):

①具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),用0 和1表示,在無外信號(hào)作用時(shí),電路長(zhǎng)期處于某個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，這兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)可用來表示一位二進(jìn)制代碼。

②它有一個(gè)或多個(gè)輸入端，在 外加信號(hào)激勵(lì)下，可使電路從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)狀態(tài)。

兩類存儲(chǔ)單元電路 ：

(1) 鎖存器 (2) 觸發(fā)器

鎖存器: 直接由激勵(lì)信號(hào)控制電路狀態(tài)的存儲(chǔ)單元.

觸發(fā)器: 除激勵(lì)信號(hào)外,還包含一個(gè)稱為時(shí)鐘的控制信號(hào)輸入端. 激勵(lì)信號(hào)和時(shí)鐘一起控制電路的狀態(tài).

鎖存器和觸發(fā)器工作波形示意圖:

普通鎖存器

1. RS 鎖存器的電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)

兩個(gè)輸入端(激勵(lì)端):

SD :置位端(置1端);

RD :復(fù)位端(置0端);

定義:

2. RS 鎖存器的邏輯功能分析

設(shè): 電路的原狀態(tài)表示為Q^n,新狀態(tài)表示為Q^n+1.

① SD=0; RD=0 (無激勵(lì)信號(hào)),有下列兩種情況:

② SD=0; RD=1 (置0信號(hào)有效):

③ SD=1; RD=0 (置1信號(hào)有效):

④ SD=1; RD=1 (置0、置1同時(shí)信號(hào)有效):

一般情況下，SD=RD=1應(yīng)禁止使用。

RS鎖存器的約束條件：

由與非門構(gòu)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(tài)圖

(4) RS鎖存器工作波形圖

(初態(tài)假設(shè)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(chǔ)上, 加控制信號(hào),使鎖存器狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間,受控制信號(hào)的控制.

(1)門控 RS 鎖存器的電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)

(2)門控 RS 鎖存器的邏輯功能分析

當(dāng)C=1時(shí):門控RS鎖存器功能和RS鎖存器完全相同;

當(dāng)C=0時(shí):RD=SD=0,鎖存器狀態(tài)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(xiàn)在激勵(lì)輸入端的單路數(shù)據(jù)D存入交叉耦合結(jié)構(gòu)的鎖存器單元中.

(1)門控 D 鎖存器的電路結(jié)構(gòu)及邏輯符號(hào)

(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(tài)圖：

4)D鎖存器工作波形圖: (假設(shè)初態(tài)為0)

(4)門控 D 鎖存器的 VHDL 描述

部分常用集成鎖存器