数字电路中触发器/锁存器的简单理解，与电路结构

1，为什么有触发器?

        数字逻辑电路系统包含组合逻辑和时序逻辑。组合逻辑用来实现与状态无关的门电路，比如算法的实现函数，无反馈，无记忆；时序逻辑则主要用来同步电路的各个状态，有反馈，有记忆，如触发器，寄存器。 组合逻辑计算出来的值由时序逻辑保存下来，经过同步时钟（Clock）来控制逻辑值的传递。

        比如实现一个如下的累加功能电路设计，如果不用触发器，则无法存储s的中间值，无法控制状态转换。

int s=0;
for(int i = 0; i<10; i++)
{
     s = s + X[i];
}

 

2，触发器，锁存器的电路结构

或非门

输入A, B, 输出 Y,  

或非门即： A和B只要有一个为1，则Y为0；  A和B全为0，则Y为1;

触发器

        把两个或非门连起来，能够稳定

保存电路状态的电路称为触发器，如下是一个R-S触发器，有两个输入端S(set), R(reset)， 2个输出端Q 和 ~Q，约定S和R不会同时为1。

状态表如下，R-S触发器的最大特点是它能记住2个输入端的状态。当把2个输入端都置0时候，能记住上一次的状态。计算机中的寄存器，内存最基础的组成单元就是触发器。

 锁存器

        上面触发器R，S同时是数据输入端和控制端，有点耦合，所以可以优化一下电路图，把数据和控制分开。我们试着增加一个具有控制功能的【保持位】，它能决定当前电路状态是否被“记住”。当保持位为1时，数据输入的值被记住，当保持位为0时候，数据输入位为任何值都不影响电路的状态。增加了保持位的这个电路称为D(data)型触发器。原来的R和S的状态实际是互斥的，所以用一个非门替换，如下图。

通常，保持位就是电路时序中的时钟信号（clock），这种用时钟控制的D触发器也称作锁存器，顾名思义，数据存储进去就像被锁住了一样。

把8个锁存器的时钟端接在一起，引入输入端和输出端，就构成了一个8位的锁存器。

参考：一文了解硬件加法器、触发器、锁存器-电子工程专辑