S-R鎖存器快速入門指南

什么是 S-R 鎖存器？

在開始使用 S-R門鎖之前，您需要知道什么是門鎖。鎖存器是一種異步電路（它不需要時(shí)鐘信號(hào)即可工作），它有兩種穩(wěn)定狀態(tài)，高（“1”）和低（“0”），可用于存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。許多時(shí)序電路和較大的存儲(chǔ)設(shè)備（如移位寄存器）使用鎖存器作為其主要構(gòu)建塊。

最簡(jiǎn)單的鎖存器是設(shè)置復(fù)位 （S-R） 鎖存器。您可以通過使用交叉反饋回路連接兩個(gè)NOR門來構(gòu)建一個(gè)。

帶 NOR 門的 S-R 鎖存器

只要電路通電，該反饋路徑對(duì)于存儲(chǔ)一位數(shù)據(jù)至關(guān)重要。在該電路中，上柵極具有S輸入和主輸出Q，而下柵極具有R輸入和反相輸出Q?。

S-R門鎖如何工作？

首先，讓我們定義 S-R 鎖存器的真值表：

現(xiàn)在，讓我們分析一下 S-R 鎖存器如何使用其真值表和帶 NOR門的電路工作。請(qǐng)記住，NOR門僅在兩個(gè)輸入均為“1”時(shí)給出“0”，對(duì)于任何其他輸入組合，輸出為“0”。

您可以在真值表中看到，當(dāng)輸入 S 和 R 都等于“0”時(shí)，輸出 Q 保持不變。這是 S-R 鎖存器的記憶功能，因?yàn)樗４媪艘郧暗闹?。假設(shè) Q輸出在當(dāng)前狀態(tài)下為“1”。如果現(xiàn)在將兩個(gè)輸入都放在“0”中，則輸出將保持為“1”，如下所示：

那么，如何將Q輸出“重置”為“0”？好吧，正如您在真值表中所看到的，R 輸入中需要“1”，S 輸入中需要“0”。

但是，如果您想在 Q 輸出中“設(shè)置”一個(gè)“1”，只需遵循真值表并在 S 輸入中放置一個(gè)“1”，在 R 輸入中放置一個(gè)“0”。

最后，S 和 R 輸入不應(yīng)同時(shí)為“1”，因?yàn)?NOR 門僅在其兩個(gè)輸入為“1”時(shí)才給出“0”，但如果一個(gè)輸入為“1”，則輸出將為“0”。因此，如果

S 和 R 為“1”，則兩個(gè)鎖存器的輸出將同時(shí)為“0”，這違反了該鎖存器的工作原理。

帶 NAND 門的 SR 閂鎖

S-R 門鎖也可以使用兩個(gè) NAND 門構(gòu)建：

帶 NAND 門的 S-R 鎖存器

在上面的電路中，您可能已經(jīng)注意到與帶有NOR門的電路略有不同?，F(xiàn)在輸入已交換，S輸入在上門，R輸入在下門。此外，輸入已被否定。

它的工作方式與NOR門相同，只是輸入是反轉(zhuǎn)的。這是真值表：

示例電路

作為實(shí)際示例，您可以使用 CD4001 芯片構(gòu)建 SR 鎖存器。下面您可以看到 CD4001 內(nèi)部有四個(gè) NOR 門，非常適合此類應(yīng)用。

電路的工作原理如下：按下按鈕 PB2 時(shí)，即使在 PB2 松開后，LED L2 也會(huì)打開并保持亮起，而 LED L1 保持熄滅。 按下按鈕 PB2時(shí)，LED L1 熄滅，而 LED L1 即使在松開 PB1 后也會(huì)打開并保持亮起。要組裝上述電路，您需要：

CD4001芯片

兩個(gè)按鈕（PB1 和 PB2）

兩個(gè)指示燈

兩個(gè)10 kΩ電阻（R1和R2）

兩個(gè) 330 Ω電阻（R3 和 R4）