SR锁存器—＞带EN的SR锁存器—＞D锁存器—＞边沿触发式D触发器—＞寄存器

其实选择与非门当做构成SR锁存器的基本逻辑电路是有漏洞的，所以才导致了后续的都为低电平的时候，Q和非Q都是亮起的。但是我们设计的初衷是：Q和非Q是互斥的，是不能同时亮起的，且为了达到这一点，要使得其中两者中的任意一个发生了变化，那么这个变化都要正反馈给另外一个，以此达到通知的目的，这就是为什么最后SR锁存器中，最后输出的结果为另外一个输出的输入，我们都知道一开始有两个原始输入来控制这两个输入，那么这个原始输入和另一个结果的输出的输入是什么关系呢？这就设计了逻辑推导。首先因为Q和非Q是互斥的，比如当Q是亮的时候，那么这个时候一定要保持非Q是暗的，即*（原始输入R，Q输入） = （0,1）（1,1）通过一个逻辑电路一定是低电平的，且当Q时暗的时候，非Q一定是亮的，即（1，0）（0,0）通过一个逻辑电路一定是高电平，这样的逻辑电路还真不好找，但是发现其中逻辑与非门可以满足其中的三个，之后其中的（0,1）不能满足，这样的话，那只能将这种情况人为的设置为无效的条件，但是也为后续这种锁存器的不好用埋下了伏笔，故而就有了锁存器的不断改进，最后到了沿触发式D触发器，才是真正解决了既能锁，又没有特殊情况的问题。

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• SR锁存器到底是什么？其实SR锁存器有两种方式，一种是与非门的锁存器，一种是或非门的锁存器，我们只讲与非门的锁存器，与非门构成的SR锁存器是是一个以低点平为信号的锁存器，其中S,R的初始状态都是高电平的，其中的S是set是设置Q的，其中的R是reset是设置Q非的。当如果S,R一开始都是高电平的话，那么其中的Q和非Q都是不确定的，因为这个结构是循环的，上一个与非门的结果会通过正反馈来控制下面的与非门（相反也是一样的），所以当两个都设置为为1的时候，其中的Q和非Q到底谁亮是取决于上次电路的结果的。当S,R都处于初始位置的时候，即都是高亮的时候，这个时候就需要一个发号施令进入低电平来行使对应的功能，比如其中的R变成低电平的话，那么就会让非Q变亮，而Q会被暗淡下来，为什么呢？是有一个过程的，其中R是通过低电平来重置Q的，让其回到非Q的状态，而由于非Q是和Q是相斥的，所以这个时候就得有一条电路进行正反馈，通知Q，要他变为低电平的（这个时候的S是始终都是亮的，因为这个是正常的状态，还没有轮到S来行使功能），这个时候不管R怎么变化，那么其中非Q的值也不会变化，因为其中Q的反馈是低电平的，无论R怎么变化，也达不到两个都是高电平的状态，这个电路设计的非常巧妙，难以用基本的逻辑来从0-1，所以记住即可，因为这个结构会在后面经常使用。

  所以总的来说，在与非门的SR锁存器中，S控制和其平行的Q的信号的，使用低电平控制；而R是控制与其平行的非Q信号的，使用低电平控制。记住，高电平是S和R的基本状态

        

• 既然我们有了一个基本的锁存器，能够锁定住在Q中的状态，那么我们能够设置一个开关，来决定是否动用这个锁存器呢？可以的，只需要引入一个EN就好了，这个就是开关。

那为什么这样设计呢？我们需要的是，当我们开启EN的时候，那么就可以正常的去控制的，否则的话是控制不了的。那怎么设计呢？我们知道与非门的SR锁存器是通过低电平控制的，那么只要控制其在EN没有打开的时候，一定输出不了低电平就好了，也就是说，当EN是低电平的时候，S和EN的输入永远都是高电平，即EN,S = （0,1）和（0,0）都是表示高电平，同时保证当EN是高电平的时候，其中的（1,0）（1,1）存在低电平，或电路不可以，与电路也不可以，这个时候与非刚好可以，那么这个时候，就可以在S和EN之间建立一个与非门来控制电路了，但是由于这个时候是（1,1）输出的是低电平从而控制了整个锁存器，所以这个时候的带EN的锁存器，从原来的锁存器由低电平控制，变成了现在的由高电平控制了，即当EN通的时候，S的高电平控制Q的置位，Q的高电平控制非Q的置位。

• 是不是上面的锁存器就很厉害了呢？其实并不是，因为我们在设计之处，是想让Q一定是位非Q的反面的，两者是不能同时存在的，但是上面的锁存器中，当普通的SR锁存器S和R都是低电平的时候，会出现两个Q和非Q都是亮的情况，那么这个和我们原来的初衷是相反的，是无效的。为什么说和我们的初衷是相反的呢？这是因为当S,R都为低电平的时候，我们确实存储了一个高电平的Q，但是当我们的S,R同时变化成高电平的时候，那么这个时候就会出现竞争，因为率先达到与非门进行计算的就一定会让对应的Q或者非Q变成低电平从而影响到另外一个Q或者非Q，那么这个时候，Q或者是非Q的输出就非常地不确定，可能是Q亮，也可能是非Q亮，因为其中一个输出一旦熄灭了，那么另外一个就一定不可能熄灭了，因为被熄灭的这个正反馈锁住了。与其说是有这种情况存在，不如说是这种结构就导致了这种情况的存在，那么唯一的办法就是改变这种结构，即不让其有两个输入，只有一个输入就好了，同时一个输入表示两个不同的状态，就避免了S,R同时是一种状态了

这个就是大名鼎鼎的D锁存器（其中的Q是跟随D变化的），其中的输入状态还是高电平来控制Q亮，D高电平的话，那么Q亮就进入输出存储。且一定锁住（因为没有另外一个输入R来影响了，只有一个D来影响，身兼两职，且D是稳定的），且不会发生下一步Q和非Q的不确定。

• 那是不是这种方式就很完美了呢？并不是的！我们锁存的条件是EN是开启的，且D高电平Q才能输入锁存，但是D一旦关闭的话Q就没了，比如D是低电平的话，那么Q就重置了，变成了非Q，即在EN开启的时候，Q的是否是亮的，即Q是否能锁住，取决于D本身是否是稳定的，如果D是不稳定的，那么其中存储的Q也就是不稳定的，所以有没有一个东西，让D高亮锁存的一瞬间就让Q脱离D的关系呢？这个一瞬间怎么来表示呢？记不记得我们前面提到过的需要等到EN高亮的时候，D才能存进去Q，存的条件是EN是一直高亮的，也就是说通道一直是开着的，所以D波动才能影响到Q，那么如果我们让通道不是常开的，我们设置一下，让通道快要开启的时候，这个时候让D锁存，然后等到EN高亮的时候，反而D锁存不了呢？也就是在EN从低电平到高电平拉高的一瞬间让其存进去呢？有的！看下面的电路！

怎么分析呢？这样的电路设计的太巧妙了！其首先是让D是处于一个亮的状态的，同时中间使用了一个非门，使得就算EN的通道没有开放的话，那么也能让信号输出到第一个D锁存器的Q口，那么这个时候，就得等通道的信号了，通道的信号来了之后，同时第二个D口连接着上一个的Q口，这个时候就能里面 缩进去，同时由于通道已经打开，导致第一个锁存器无法正常输出Q亮，所以就堵住了前往后续的道路，故这时无论怎么变化D，里面锁住的信息都不会发生改变。那么这样边沿触发的D触发器才是真正能隔绝外界干扰的锁存器，即一个bit的锁存器，那么多个这样的锁存器拜访在一起的话，就变成了一个寄存器，非常的nice.

所以最终的效果是：下面的通道是由时钟控制的，每秒都会输入多少次高电平，一旦我们输入了D之后呢，那么数据就已经存进去了，之后无论D怎么变化之后，里面的值是不会改变的。

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有两个输入的锁存器的输出，都有机会被另外一个输入而重置，即当S让Q亮了之后，S之后再怎么变化都不会影响Q了，所以当S处在原始姿势的时候（原始的姿势，SR锁存器和带EN的SR锁存器不太一样，具体见上文），当R变化的时候，那么Q熄灭，非Q亮起。但是等到后续再D锁存器中，却只被D控制，同步亮和熄灭，但是等到边沿触发式的D锁存器中，又回到了最初的样子，当D输入之后，之后再怎么变化，那么也不会影响里面的Q。