寄存器、鎖存器、觸發(fā)器
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-08-11 17:59:28 | 642 次閱讀
我們在微控制器 (MCU) 等電子系統(tǒng)中存儲數(shù)據(jù)的方式之一是使用寄存器。一些寄存器由單個(gè)位組成,而另一些寄存器由多個(gè)位組成。術(shù)語“寄存器文件”是指共享通用功能和用途的寄存器陣列。
寄存器表現(xiàn)出與半導(dǎo)體存儲器相似的特性,例如每個(gè)元素(單元)可以以 0 或 1 的形式存儲單個(gè)二進(jìn)制數(shù)字或位。然而,存儲器往往用于存儲相對大量的數(shù)據(jù)。信息(指令和數(shù)據(jù)),而寄存器往往更專業(yè),用于記住配置和控制信息、保存輸入/輸出值以及臨時(shí)存儲邏輯或算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果等任務(wù)。
另一個(gè)區(qū)別是,存儲單元往往相對簡單,包含盡可能少的晶體管來完成工作。這是因?yàn)樗鼈兊臄?shù)量太多,因此保持它們體積小、速度快、功耗低是有意義的。相比之下,由于寄存器數(shù)量少得多,因此寄存器在大小和功率方面的限制較小,并且它們通常具有特殊的、更復(fù)雜的硬件相關(guān)控制和功能。
鎖存器和觸發(fā)器
每個(gè)寄存器元件的核心是一個(gè)具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的電路,可用于以 0 或 1 的形式存儲信息。該電路可能有一個(gè)或多個(gè)控制輸入,可能是一個(gè)數(shù)據(jù)輸入和一個(gè)或兩個(gè)輸出。如果存在,第二個(gè)或互補(bǔ)的 QB 輸出將呈現(xiàn)與主 Q 輸出相反或互補(bǔ)的邏輯值。
關(guān)于控制信號,這些電路可以是電平觸發(fā)(異步、透明或不透明)或邊沿觸發(fā)(同步或時(shí)鐘)。前者的一個(gè)例子是置位復(fù)位鎖存器(SR鎖存器);后者的一個(gè)例子是數(shù)據(jù)型觸發(fā)器(D型觸發(fā)器)。
術(shù)語“觸發(fā)器”通常在這些電路的上下文中使用,因?yàn)樗鼈冊趦煞N狀態(tài)之間來回“翻轉(zhuǎn)”和“翻轉(zhuǎn)”。從歷史上看,術(shù)語“觸發(fā)器”通常用來指電平觸發(fā)和邊緣觸發(fā)的風(fēng)味。最近,使用術(shù)語“鎖存器”來指代電平觸發(fā)版本和“觸發(fā)器”來指代邊沿觸發(fā)變體變得很常見。常見的寄存器類型如下:SR 鎖存器(“置位-復(fù)位”)
也不
與非門
與-或
JK鎖存器
門控 SR 鎖存器(“置位-復(fù)位”)
門控 D 鎖存器(“數(shù)據(jù)”)
厄爾閂鎖
D型觸發(fā)器(“數(shù)據(jù)”)
T型觸發(fā)器(“切換”)
JK型觸發(fā)器
順便說一句,JK 被認(rèn)為是最通用的鎖存器和觸發(fā)器,因?yàn)?JK 鎖存器可以用作 SR 鎖存器,而 JK 觸發(fā)器可以配置為用作 D- 鎖存器。型觸發(fā)器或T型觸發(fā)器。
多諧振蕩器
多諧振蕩器是一種用于實(shí)現(xiàn)各種簡單的二態(tài)功能的電子電路。多諧振蕩器有以下三種類型:
非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器在任一狀態(tài)下都不穩(wěn)定,但會不斷地從一種狀態(tài)來回切換到另一種狀態(tài)(無需外部觸發(fā)器),從而起到張弛振蕩器的作用。
單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器僅在其中一種狀態(tài)下穩(wěn)定。觸發(fā)脈沖使其進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài),在返回穩(wěn)定狀態(tài)之前它將保持一段設(shè)定的時(shí)間。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器也稱為“單穩(wěn)態(tài)”,可用于響應(yīng)某些外部觸發(fā)事件而生成固定持續(xù)時(shí)間的脈沖。
雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器在任一狀態(tài)下都是穩(wěn)定的,并且可以通過外部觸發(fā)脈沖從一種狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)。
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