文章目錄
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- RS鎖存器（RS latch）
- D鎖存器（D latch）
- D觸發器（D flip flop）
本片部落客要介紹一下RS鎖存器（RS latch），D鎖存器（D latch）和D觸發器（D flip flop）各自的電路原理和優缺點以及演變曆史。
RS鎖存器（RS latch）
電路圖：
真值表：
| R | S | Q |
|---|---|---|
| Q | ||
| 1 | 1 | |
| 1 | ||
| 1 | 1 | X |
注意到
- 當R=1時，輸出為0，故R又稱為直接置“0”端，或“複位”端（reset）
- 當S=1時，輸出也為1，故S又稱為直接置“1”端，或“置位”端
- 當R=S=0時，輸出保持不變（很重要的特征！保證了RS同時為0（斷電）後，電路輸出能夠保持不變）
- 注意！！！RS不能同時為1
- 如果RS同時為1，那麼根據電路圖可以推導出兩個輸出全為0，有人可能會說這有什麼大不了，但是接下去當RS同時變為0的時候，問題來了！！！
- 由于RS不可能同時變為0（電路時延不可能完全相同），那麼就存在先後問題，就會給電路帶來不确定性！因為我們不知道是誰先變成0，就更不知道輸出會變成什麼樣！
D鎖存器（D latch）
電路圖：
為了解決RS鎖存器帶來的問題（RS不能同時為1），在此基礎上，添加兩個與門和一個非門，即可避免這種情況。更新版電路名字就叫D鎖存器。
但是D鎖存器同樣存在它的問題，那就是無法去除輸入的毛刺（換句話說，對毛刺很敏感）。可以看到當E端為0的時候，R端也會恒為0，S端則等于D端輸入，亦即是此時輸出直接等于輸入。是以在E=0的時候，輸出完全跟随輸入（哪怕輸入存在毛刺/抖動，這在電路中十分常見！！！）。為了進一步的改進，人們在此基礎上又提出了D觸發器。
D觸發器（D flip flop）
電路圖：
通過兩個D鎖存器級聯，并加入一個非門，就形成了D觸發器。通過非門，使得兩個D鎖存器的時鐘存在一個180°的相位差（亦即是相差半個時鐘周期），進而實作，隻在時鐘上升沿的時候讀取輸入并輸出，是以其他時候輸入的變化不會傳導到輸出端，去除了輸入可能存在的毛刺，得到了穩定的輸出。