鎖存器和寄存器介紹

鎖存器和寄存器

寄存器主要由觸發(fā)器和一些控制門(mén)組成，每個(gè)觸發(fā)器能存放一位 二進(jìn)制碼，存放N位數(shù)碼，就應(yīng)該有N位觸發(fā)器。為保持觸發(fā)器能正常完成寄存器的功能，還必須用適當(dāng)?shù)拈T(mén)電路組成控制電路。

鎖存器是由電平觸發(fā)器完成的，N個(gè)電平觸發(fā)器的時(shí)鐘端連在一起，在時(shí)鐘脈沖作用下能接收N位二進(jìn)制信息。

從寄存器數(shù)據(jù)角度看，鎖存器和寄存器的功能是一樣的，其區(qū)別僅在于鎖存器是用電平觸發(fā)的，而寄存器是用邊沿觸發(fā)器觸發(fā)的，即寄存器的輸出端平時(shí)不隨輸入端的變化而變化，只有在時(shí)鐘有效時(shí)，才將輸入端的數(shù)據(jù)送到輸出端;而鎖存器的輸出端平時(shí)總隨輸入端變化而變化。

寄存器是在時(shí)鐘沿進(jìn)行數(shù)據(jù)的鎖存，而鎖存器是用電平使能來(lái)鎖存數(shù)據(jù)。所以寄存器的Q輸出端在每個(gè)時(shí)鐘沿都會(huì)被更新，而鎖存器僅在使能電平有效時(shí)才被更新。在FPGA設(shè)計(jì)中建議如果不是強(qiáng)制需求鎖存器，則應(yīng)該盡量使用寄存器。

寄存器按功能可以分為兩類(lèi)，即基本寄存器和移位寄存器。基本寄存器的數(shù)據(jù)只能并行的輸入或輸出;移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在移位脈沖作用下一次逐位右移或左移，數(shù)據(jù)既可以并行輸入并行輸出，也可以并行輸入串行輸出、串行輸入串行輸出、串行輸入并行輸出,因其數(shù)據(jù)輸入輸出方式非常靈活，所以用途非常廣泛。

鎖存器

鎖存器通常由D觸發(fā)器構(gòu)成，在數(shù)字電路中，74373是一種常用的8位鎖存器，它由使能控制端EN、數(shù)據(jù)鎖存控制端G、數(shù)據(jù)輸入端D7~D0和數(shù)據(jù)輸出端Q7~Q0構(gòu)成，其邏輯符號(hào)與其真值表如下;

例6-13] 74373鎖存器的VHDL描述。

分析:通過(guò)74373 鎖存器的真值表可以看出，當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存控制端G=1且使能控制端EN=0時(shí)，鎖存器把輸入端口D的數(shù)據(jù)送到輸出端口; 當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存控制端G=0且使能控制端EN =0時(shí)，鎖存器輸出端口將保持前一個(gè)狀態(tài);當(dāng)使能控制端EN=1時(shí)，不管數(shù)據(jù)鎖存控制端G的狀態(tài)如何，這時(shí)鎖存器輸出端口將處于高阻態(tài)。編寫(xiě)74373鎖存器的VHDL程序時(shí)，需先使用IF語(yǔ)句判斷EN是否等于見(jiàn) 若是，再使用IF語(yǔ)句判斷G是否等于1，如果G等于1，則將D輸入到Q中，否則Q保持前一狀態(tài);當(dāng)EN=0時(shí)，則Q輸出為高阻態(tài)。74373 鎖存器的VHDL程序編寫(xiě)如下:

6位串入串出移位寄存器的結(jié)構(gòu)化描述