13、数字电路中的锁存器与触发器详解

数字电路中的锁存器与触发器详解

在数字电路领域，锁存器和触发器是实现数据存储和状态控制的关键组件。下面将详细介绍SR锁存器、D锁存器以及不同类型的触发器。

1. SR锁存器

SR锁存器有基于NOR门和NAND门的两种实现方式。

1.1 NOR门SR锁存器

NOR门SR锁存器的两个输入通常保持为0，以维持当前状态。状态转换表如下：
| S | R | Q | Qnext |
| — | — | — | — |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | X |
| 1 | 1 | 1 | X |

当仅将R瞬间变为1时，锁存器进入复位状态，输出Q变为0；仅将S瞬间变为1时，锁存器进入置位状态，输出Q变为1。输入组合S = R = 1是不允许的，因为这会导致SR锁存器出现不一致的状态，在状态转换表中用X表示。

1.2 NAND门SR锁存器

由于NAND门的物理特性，其速度往往比NOR门快。NAND门SR锁存器使用¬S和¬R作为输入，有四种可能的输入组合：
- ¬S = 1, ¬R = 1：保持当前状态。
- ¬S = 0, ¬R = 1：置位（Q = 1）。
- ¬S = 1, ¬R = 0：复位（Q = 0）。
- ¬S = 0, ¬R = 0：不允许，会导致Q