锁存器的工作原理_数字电路学习笔记(十):更多锁存器和触发器
上一章中提到了普通RS锁存器的两大缺点:
1. S端口和R端口不能同时有效,但实际应用中不能保证这种情况不出现,此时可能会出错;
2. 在计算机中,有许多内存单元协同组成一个寄存器,存储同一个数据。但每一位数据可能是先后到来的(比如加法器,计算出最高一位会花费比低位更多的时间),如果内存单元被写入的时间无法统一,就会造成混乱。RS锁存器并没有提供控制写入的端口——只要输入变化,状态就会改变。
本章中将要探讨如何改进这两点,并设计出更加适合存储数据的存储电路。基础电路仍然是RS锁存器:
一、门控RS锁存器
我们从问题二开始解决。为此我们只需增加一个写控制端口。当该端口为高电平时,
控制端口,我们将其命名为
门控RS锁存器的功能和普通RS锁存器一样,也有一样的状态转换图和特性方程:
二、D锁存器
接下来,我们解决第一个问题:摆脱RS锁存器的
为此,我们做出的牺牲是放弃了
因此我们发现,当
D锁存器在
内存单元被写入的时间应当统一”,如果在时钟信号变为低之前,新的数据就已经到来,就会引起错误。究其原因,是因为锁存器能够改变状态的时间是整个高电平期间——为了改进这一点,我们要设法把改变状态的时间缩短为一个时刻。
三、RS触发器
一个只在某个时刻发生状态更新的锁存器就叫做触发器。我们考虑如何实现在某个时刻的更新。如果有两个RS锁存器,可以将它们串联,并给一个相反的
第一个锁存器叫主锁存器,第二个叫从锁存器。从锁存器接收主锁存器的状态作为输入。在时钟信号低→高→低的一个周期中,它的功能发生了这样的变化:
- 时,主锁存器处于保持状态,不接受输入;从锁存器可以工作,但主锁存器状态不改变,所以它也不会发生改变。此时整个触发器就处于保持状态。主锁存器状态为1,则从锁存器S=1, R=0,状态也为1,反之则状态为0,所以整个触发器的状态和主锁存器状态一致。
- 时,主锁存器接受输入,能改变状态,但此时从锁存器不再工作,因此该状态改变暂时无法反映到触发器的输出上,触发器仍然处于保持状态;
- 又变回0,此时从锁存器重新开始工作,把主锁存器的最后一个状态接收,然后改变触发器输出。
一个信号要想通过整个触发器从输入走到输出,要先在时钟为高时进入主锁存器,然后在变成低电平时从主锁存器进入从锁存器,因此,只有在
要做出上升沿更新,也就是
要注意的是,触发器仅仅改变了锁存器更新的机制,并没有改变它的逻辑功能——比如,对于RS触发器,它的特性方程和RS锁存器一致:
四、JK触发器
对于RS触发器,我们也要继续解决这个约束条件的问题。当然,我们仍可以像D锁存器那样,把
但还有第二种方案,就是利用
仍然用代入的方法得出它的特性方程:
但是,这个特性方程不像D锁存器一般直观,所以在画状态转换图时,我们可以分别代入各种输入并列出特性表:
从此表来看,J和K的四种取值对应四种功能——其中保持(
JK触发器相比于RS触发器,还有一个性质,就是它会自己把自己锁死。对于RS锁存器,我们可以放心地在
期间的输入,而不只是下降沿瞬间的输入。比如,考虑这样的变化:
理论上,在高电平期间的
这是因为,由于
一次翻转”——JK触发器在两个下降沿之间的一个周期中,一旦被翻转,就无法被还原。它的原理是,只有与现态相反的输入能起作用——
五、D触发器
仍然令
它的逻辑功能仍然是:
相比JK触发器,由于它不使用自身状态作约束,所以不会产生一次翻转的问题。和RS触发器一样,它只关心下降沿瞬间主锁存器的状态。
六、T触发器
T触发器是一类偏功能性的触发器——它没有做出任何显著的改进,而只是提供了一种特殊的逻辑功能。我们将同一个输入赋给JK触发器的
那么,它的特性方程为:
同样画出它的真值表和转换图:
由此发现,它只有“保持”和“翻转”的功能,也就是JK触发器中
总结:本文中,我们的锁存器经历了如下的迭代:
我们改进了上一章所提及的两个问题,并最终得到了两套解决方案:JK触发器和D触发器。这两个触发器,一个更全面,一个更简单,两个都是在时序电路设计中最常用的触发器。
锁存器的工作原理_数字电路学习笔记(十):更多锁存器和触发器相关推荐
- jk触发器改为四进制_数字电路学习笔记(十):更多锁存器和触发器
上一章中提到了普通RS锁存器的两大缺点: 1. S端口和R端口不能同时有效,但实际应用中不能保证这种情况不出现,此时可能会出错: 2. 在计算机中,有许多内存单元协同组成一个寄存器,存储同一个数据.但 ...
- 第3章 直流电机的工作原理及特性 学习笔记(一)
本周主要学习了直流电机的基本结构及工作原理,需要复习到的知识主要有电磁感应定律和电磁力定律,即安培定律.法拉第定律.洛伦兹定律. 一.基本结构 根据工作原理,直流电机的组成可分为定子.转子和换向器三部 ...
- 双 JK 触发器 74LS112 逻辑功能。真值表_数字电路学习笔记(十一):时序逻辑...
时序逻辑将会是本笔记的最后几章的主题.虽然数字电路课程还包括脉冲电路.模数转换.EDA等内容,但那些和本文的主线内容(不注重硬件搭建的电路设计)关系就不大了. 一.时序功能 我们从一个例子开始,说明时 ...
- 双 JK 触发器 74LS112 逻辑功能。真值表_数字电路学习笔记(七):经典组合逻辑器件(上)...
一.集成电路 在引入"集成电路"后,电路设计实现了从原子到分子的质变.集成电路,最重要的当然是"集成"二字了--总体来说,我们希望设计出的集成电路具有: 可复用 ...
- 数字逻辑基础与verilog设计_数字电路学习笔记(五):逻辑设计基础
马上就要正式进入电路设计了,再来看最后一个知识点:逻辑设计吧. 之前我们花了两章,探讨了逻辑运算是什么,怎么算:但还有最后一个大问题,巧妇难为无米之炊,我们得先有一个逻辑式,才能对它化简,并基于结果做 ...
- Unix原理与应用学习笔记----第六章 文件的基本属性2
Unix原理与应用学习笔记----第六章 文件的基本属性2 改变文件权限命令:chmod 提示:文件或目录创建后,就被赋予一组默认的权限.所有的用户都有读,只有文件的所有者才有写. 相对权限设置 Ch ...
- 万能充电器工作原理_百度知道
万能充电器工作原理_百度知道 万能充电器工作原理_百度知道 万能充电器工作原理 2008-08-29 21:27 457070320 | 分类:社会民生 | 浏览4372次 | 该问题已经合并 ...
- Python语言入门这一篇就够了-学习笔记(十二万字)
Python语言入门这一篇就够了-学习笔记(十二万字) 友情提示:先关注收藏,再查看,12万字保姆级 Python语言从入门到精通教程. 文章目录 Python语言入门这一篇就够了-学习笔记(十二万字 ...
- 吴恩达《机器学习》学习笔记十——神经网络相关(2)
吴恩达<机器学习>学习笔记十--神经网络相关(2) 一. 代价函数 二. 反向传播算法 三. 理解反向传播算法 四. 梯度检测 五. 随机初始化 1.全部初始化为0的问题 2.随机初始化的 ...
最新文章
- iMeta:德布鲁因图在微生物组研究中的应用(全文翻译,PPT,视频)
- 【转】完美解决Asp.Net的MasterPage中添加JavaScript路径问题
- Python列表的切片
- Django学习笔记之——Forms
- 做技术的,聊聊研发。
- JS事件循环机制:同步与异步任务 之 宏任务 微任务
- 开源许可协议,开源许可证GPL、BSD、MIT、Mozilla、Apache和LGPL的区别
- C语言房地产销售管理系统,房地产销售管理系统的设计与实现
- 计算机图桌面打印出来,电脑excel图片无法打印怎么处理
- 缠中说禅股票交易系统图解 z
- 河北农业大学林学可转计算机系吗,河北农业大学专业排名,招生专业目录(10篇)...
- 项目管理中用什么工具可以增强团队协作?
- NLP-文本摘要:Rouge评测方法【Rouge-1、Rouge-2、Rouge-L、Rouge-W、Rouge-S】
- matlab 用m_map画地形水深图
- 想看两不厌,笑我太疯癫
- php立方体相册源码,纯CSS实现3D的代码(正方体、动态立体图片册、平面的星空)...
- LISP excel 冻结拆分_[转载]Visual LISP与Excel电子表格
- win10如何显示我的电脑在桌面
- 传华虹NEC重启赴港上市计划 可能融资3亿美元
- ubuntu下执行sudo apt-get install python-pip 出现错误 Unable to locate package python-pip
热门文章
- 正整数分解为几个连续自然数之和
- 读取exchange邮件的未读数(转载)
- 浅析透雾监控镜头的四大透雾技术
- 德鲁克的《卓有成效的管理者》
- 【图像处理】——opencv常用函数
- windows上使用cmake 编译yaml-cpp源码,生成yam-cpp.lib
- kali装电脑_Kali Linux可以安装到平板电脑吗?
- amazons3 检查连接是否_钢筋机械连接接头如何检查是否合格?抽检数量、合格率是多少?...
- matlab中udt函数,《MATLAB信号处理超级学习手册》——2.5 离散时间信号中的运算...
- python list遍历定位元素_python for循环,第二遍定位不到元素?