Chinapub.com 下载 第14章反馈与触发器 人人都知道电可以使物体运动。随便看一眼就会发现,很多家用电器中都装了电动机, 如钟、风扇,食品加工机、CD机等等。电也能使扬声器中的磁芯振动,从而使音响设备、电 视机产生了声音、话音和音乐。不过,电使物体运动的一个最简单、最神奇的例子可能是电 子蜂鸣器和电铃 将继电器、电池、开关按如下形式连接: 如果你觉得它看起来很奇怪,则你还没有发挥出你的想像力。我们还从未见过如此连接 的继电器。原来的继电器中,输入和输出通常是分开的,这里却构成一个闭环。当闭合开关 时,电路连通了 接通的电路使电磁铁把金属簧片拉下来(电流的作用):
下载 第14章 反馈与触发器 人人都知道电可以使物体运动。随便看一眼就会发现，很多家用电器中都装了电动机， 如钟、风扇，食品加工机、 C D机等等。电也能使扬声器中的磁芯振动，从而使音响设备、电 视机产生了声音、话音和音乐。不过，电使物体运动的一个最简单、最神奇的例子可能是电 子蜂鸣器和电铃。 将继电器、电池、开关按如下形式连接： 如果你觉得它看起来很奇怪，则你还没有发挥出你的想像力。我们还从未见过如此连接 的继电器。原来的继电器中，输入和输出通常是分开的，这里却构成一个闭环。当闭合开关 时，电路连通了： 接通的电路使电磁铁把金属簧片拉下来（电流的作用）：
第4章反馈与触发器 113 下载 当金属簧片改变位置后,电路不再完整,电磁铁失去了磁性,金属簧片又弹回原来的位 这样,电路便又一次接通了。可见,只要开关是闭合的,金属簧片就会上下跳动一—使电 路闭合或断开一—并制造一种声音。如果金属簧片制造了一种刺耳的声音,它就构成了一个 蜂鸣器。如果金属簧片附上一把小锤子,再加一个金属锣,它就构成了一个电铃 有两种方法可用来连接继电器以构造一个蜂鸣器,下面是另一种方法的描述: 你可能从上述图中认出了这是第11章介绍过的反向器,所以电路可以简化为: 对于反向器而言,当输入为0时,输出为1:输入为1时,输出为0。在该电路中闭合开关 会使反向器中的继电器间断地闭合和断开。如果去掉开关,可以使反向器连续地工作,如下 图 输出 这幅图似乎在演示一种逻辑矛盾,反向器的输出是和其输入相反的,但是在这里,其输 出同时又是其输入。需要特别指出的是,反向器实际上是一个继电器,而继电器从一个状态 转换到另一个状态是需要时间的。所以,即使输入和输出是相等的,输出也会很快地改变, 成为输入的倒置(当然,随即输出也就改变了输入,如此反复 电路的输出是什么呢?其实就是提供电压和不提供电压之间的变换。或者说输出要么是0, 要么是1
当金属簧片改变位置后，电路不再完整，电磁铁失去了磁性，金属簧片又弹回原来的位 置： 这样，电路便又一次接通了。可见，只要开关是闭合的，金属簧片就会上下跳动—使电 路闭合或断开—并制造一种声音。如果金属簧片制造了一种刺耳的声音，它就构成了一个 蜂鸣器。如果金属簧片附上一把小锤子，再加一个金属锣，它就构成了一个电铃。 有两种方法可用来连接继电器以构造一个蜂鸣器，下面是另一种方法的描述： 你可能从上述图中认出了这是第 11章介绍过的反向器，所以电路可以简化为： 对于反向器而言，当输入为 0时，输出为1；输入为1时，输出为0。在该电路中闭合开关 会使反向器中的继电器间断地闭合和断开。如果去掉开关，可以使反向器连续地工作，如下 图示： 这幅图似乎在演示一种逻辑矛盾，反向器的输出是和其输入相反的，但是在这里，其输 出同时又是其输入。需要特别指出的是，反向器实际上是一个继电器，而继电器从一个状态 转换到另一个状态是需要时间的。所以，即使输入和输出是相等的，输出也会很快地改变， 成为输入的倒置（当然，随即输出也就改变了输入，如此反复）。 电路的输出是什么呢？其实就是提供电压和不提供电压之间的变换。或者说输出要么是 0， 要么是1。 第14章 反馈与触发器 113 下载 输出 输出
114编的奥 下 这个电路称为振荡器,它和我们以前见到的每样东西都有本质上的区别。以前,所有的 电路都靠手动地断开或闭合开关来改变状态,而振荡器却不需要人的干涉,它可以自主地工 作 当然,单独的一个振荡器不会有什么用,但在本章的后面及接下去的几章里,你会看到 这个电路和其他电路连接后构成了自动控制中一个十分关键的部分。所有计算机都靠某种振 荡器来使其他部件同步工作。 振荡器的输出是0和1的交替序列,可以用下图形象地来表示它 L「∏ 图中,水平轴表示时间,垂直轴表示输出是0或1: 几几 此图表示随着时间的变化,振荡器的输出在0和1之间交替变化。基于这个原因,振荡器 有时称为时钟( clock),因为通过对振荡次数记数还可确定时间。 那么,振荡器运行的速度有多快呢?也就是说,金属簧片上下跳动的频率是多少?每秒 有多少次呢?很明显,这依赖于继电器是如何构造的。容易想到,一个大的、笨重的继电器 只能迟钝地上下摆动:而一个小的、轻巧的继电器可以迅速地跳动。 我们把振荡器从某个时间的输出开始,经历一段变化又回到同样输出的这一段间隔称为 振荡器的一个循环( cycle) 个循环 一LL 个循环所需要的时间称为振荡器的周期。假设一个振荡器的周期是0.05秒,则可以在水 平轴上标出时间: 个循环 000250.0500750.100.1250.15时间 振荡器的频率是周期的倒数。本例中,若振荡器的周期是0.05秒,则其频率是1÷0.05秒, 即每秒钟20个循环。这表明振荡器的输出每秒钟改变20次 每秒循环数与每小时英里数、每平方英寸磅数、每份食物(饮料)的卡路里数等毋需多 解释的术语一样是一个很容易理解的概念,但已不常用。为了纪念第一个发送和接收无线电 波的人——鲁道夫·赫兹(1857-1894),我们用“赫兹”这个词表示每秒的循环数。这个用法
这个电路称为振荡器，它和我们以前见到的每样东西都有本质上的区别。以前，所有的 电路都靠手动地断开或闭合开关来改变状态，而振荡器却不需要人的干涉，它可以自主地工 作。 当然，单独的一个振荡器不会有什么用，但在本章的后面及接下去的几章里，你会看到 这个电路和其他电路连接后构成了自动控制中一个十分关键的部分。所有计算机都靠某种振 荡器来使其他部件同步工作。 振荡器的输出是0和1的交替序列，可以用下图形象地来表示它： 图中，水平轴表示时间，垂直轴表示输出是 0或1： 此图表示随着时间的变化，振荡器的输出在 0和1之间交替变化。基于这个原因，振荡器 有时称为时钟（c l o c k），因为通过对振荡次数记数还可确定时间。 那么，振荡器运行的速度有多快呢？也就是说，金属簧片上下跳动的频率是多少？每秒 有多少次呢？很明显，这依赖于继电器是如何构造的。容易想到，一个大的、笨重的继电器 只能迟钝地上下摆动；而一个小的、轻巧的继电器可以迅速地跳动。 我们把振荡器从某个时间的输出开始，经历一段变化又回到同样输出的这一段间隔称为 振荡器的一个循环（c y c l e）： 一个循环所需要的时间称为振荡器的周期。假设一个振荡器的周期是 0 . 0 5秒，则可以在水 平轴上标出时间： 振荡器的频率是周期的倒数。本例中，若振荡器的周期是 0 . 0 5秒，则其频率是1÷0 . 0 5秒， 即每秒钟2 0个循环。这表明振荡器的输出每秒钟改变 2 0次。 每秒循环数与每小时英里数、每平方英寸磅数、每份食物（饮料）的卡路里数等毋需多 解释的术语一样是一个很容易理解的概念，但已不常用。为了纪念第一个发送和接收无线电 波的人—鲁道夫·赫兹( 1 8 5 7-1 8 9 4 )，我们用“赫兹”这个词表示每秒的循环数。这个用法 114 编码的奥秘 下载 时间 时间 一个循环 一个循环 0 0.025 0.05 0.075 0.10 0.125 0.15 时间
chinapup.com 下载 第14章反馈与触发器 115 始于20世纪20年代的德国,后来传到其他国家。 于是,我们可以说这个振荡器的频率是20赫兹,或直接简写为20Hz。 到目前为止,我们只是在假设一个振荡器的速度。到本章末尾,我们可以构造一种器件 来真正地测量一个振荡器的速度 为了构造这个器件,先看一个用特殊方式连接的一对或非门。或非门的特点是只有两个 输入都为0时,输出才为1 NOR 0 100 下图是含有两个或非门、两个开关和一个灯泡的电路 注意图中奇特的连接方式:左边或非门的输出是右边或非门的输入,右边或非门的输出是左 边或非门的输入。这是一种反馈。事实上,这和在振荡器中类似,输出又返回作为一种输入 这是本章中大部分电路的特点 在上图电路中,一开始,只有左边或非门的输出有电流,因为它的两个输入均为0。现在 闭合上面的开关,左边或非门的输出变为0,于是右边或非门的输出变为1,灯泡点亮 神奇之处在于当你断开上面的开关时,由于或非门的输入中只要有一个为1,其输出就是 0,因而左边或非门的输出不变,灯泡仍然亮着:
始于2 0世纪2 0年代的德国，后来传到其他国家。 于是，我们可以说这个振荡器的频率是 2 0赫兹，或直接简写为2 0 H z。 到目前为止，我们只是在假设一个振荡器的速度。到本章末尾，我们可以构造一种器件 来真正地测量一个振荡器的速度。 为了构造这个器件，先看一个用特殊方式连接的一对或非门。或非门的特点是只有两个 输入都为0时，输出才为1： N O R 0 1 0 1 0 1 0 0 下图是含有两个或非门、两个开关和一个灯泡的电路： 注意图中奇特的连接方式：左边或非门的输出是右边或非门的输入，右边或非门的输出是左 边或非门的输入。这是一种反馈。事实上，这和在振荡器中类似，输出又返回作为一种输入。 这是本章中大部分电路的特点。 在上图电路中，一开始，只有左边或非门的输出有电流，因为它的两个输入均为 0。现在 闭合上面的开关，左边或非门的输出变为 0，于是右边或非门的输出变为 1，灯泡点亮： 神奇之处在于当你断开上面的开关时，由于或非门的输入中只要有一个为 1，其输出就是 0，因而左边或非门的输出不变，灯泡仍然亮着： 第14章 反馈与触发器 115 下载
116的 Chinas∴cow 下 你不觉得奇怪吗?两个开关都断开着,和第一幅图一样,但灯泡却亮着。这种情形和以 前所见到的完全不同。通常,一个电路的输出仅仅依赖于输入,这里的情况却不一样。无论 断开或闭合上面的开关,灯泡总是亮着。这里开关对电路没有什么影响,原因是左边或非门 的输出一直是0 现在闭合下面的开关。由于右边或非门的输入中有一个是1,则其输出变为0,灯泡熄灭 左边或非门的输出此刻变为1 现在,再断开下面的开关,灯泡仍旧不亮: 她 此电路和初始电路一样。然而这回却是下面开关的状态对灯泡没有什么影响。总结起来就是 闭合上面的开关使灯泡点亮,当再断开时,灯泡仍然亮着 闭合下面的开关使灯泡熄灭,当再断开时,灯泡仍然不亮 电路的奇特之处是:有时当两个开关都断开时,灯泡亮着:而有时,当两个开关都断开 时,灯泡却不亮。当两个开关都断开时,电路有两个稳定状态,这样的一个电路称为触发器。 触发器是1918年在英国射电物理学家 William Henry Eccles(1875-1966)和 F.JOrdan的工作中 发明的。 触发器电路可以保持信息,换句话说,它有记忆性。它可以“记住”最近一次是哪个开 关先闭合的。如果你遇到这样一个触发器,它的灯泡亮着时,你可以确定最近闭合的是上面 的开关:而灯泡灭着时则是下面的开关。 触发器和跷跷板很像。跷跷板有两个稳定状态,它不会长期停留在不稳定的中间位置 你只要一看跷跷板就知道哪边是最近被压下来的 触发器是十分关键的工具,尽管你现在可能还没看出来。它们赋予电路“记忆”,使其知 道以前曾有过的状态。想像一下,如果你没有记忆力,你该如何去数数,你记不住你刚数过 的数,当然也无法确定下一个数是什么。同样,一个能计数的电路(本章后面要提到)必定 需要触发器 触发器有很多种,刚才所看到的是最简单的一种,称为R-S(或 Reset-Set,复位/置位) 触发器。下面以对称的方式把它重新绘出来
你不觉得奇怪吗？两个开关都断开着，和第一幅图一样，但灯泡却亮着。这种情形和以 前所见到的完全不同。通常，一个电路的输出仅仅依赖于输入，这里的情况却不一样。无论 断开或闭合上面的开关，灯泡总是亮着。这里开关对电路没有什么影响，原因是左边或非门 的输出一直是0。 现在闭合下面的开关。由于右边或非门的输入中有一个是 1，则其输出变为0，灯泡熄灭。 左边或非门的输出此刻变为 1： 现在，再断开下面的开关，灯泡仍旧不亮： 此电路和初始电路一样。然而这回却是下面开关的状态对灯泡没有什么影响。总结起来就是： • 闭合上面的开关使灯泡点亮，当再断开时，灯泡仍然亮着。 • 闭合下面的开关使灯泡熄灭，当再断开时，灯泡仍然不亮。 电路的奇特之处是：有时当两个开关都断开时，灯泡亮着；而有时，当两个开关都断开 时，灯泡却不亮。当两个开关都断开时，电路有两个稳定状态，这样的一个电路称为触发器。 触发器是1 9 1 8年在英国射电物理学家 William Henry Eccles(1875-1 9 6 6 )和F. W. J o r d a n的工作中 发明的。 触发器电路可以保持信息，换句话说，它有记忆性。它可以“记住”最近一次是哪个开 关先闭合的。如果你遇到这样一个触发器，它的灯泡亮着时，你可以确定最近闭合的是上面 的开关；而灯泡灭着时则是下面的开关。 触发器和跷跷板很像。跷跷板有两个稳定状态，它不会长期停留在不稳定的中间位置。 你只要一看跷跷板就知道哪边是最近被压下来的。 触发器是十分关键的工具，尽管你现在可能还没看出来。它们赋予电路“记忆”，使其知 道以前曾有过的状态。想像一下，如果你没有记忆力，你该如何去数数，你记不住你刚数过 的数，当然也无法确定下一个数是什么。同样，一个能计数的电路（本章后面要提到）必定 需要触发器。 触发器有很多种，刚才所看到的是最简单的一种，称为 R - S（或 R e s e t - S e t，复位/置位） 触发器。下面以对称的方式把它重新绘出来： 116 编码的奥秘 下载
第4章反与发器117 下载 用于点亮灯泡的输出称为Q,另一个输出Q是Q的倒置。如果Q是0,Q就是1,反之亦然。 两个输入端S(Set)和R( Reset)分别表示置位和复位。你可以把“置位”理解为把Q设为1 而“复位”是把Q设为0。当S为时(对应于前面图中闭合上面开关的情况),Q变为1而Q变为 0;:当R为时(对应于前面图中闭合下面开关的情况),Q变为0而Q变为1。当S和R都为0时, 出保持Q原来的状态。输入与输出的关系小结于下表中: 00Q Q 这张表称为功能表、逻辑表或真值表。它指明不同的输入组合能产生不同的输出结果。由于 R-S触发器有两个输入端,因而不同的输入组合有4种,分别对应于表中的4行 注意表中倒数第2行中S和R均为零,而输出标识为Q和。这表示当S和R输入均为零时 Q和端的输出保持S、R同时设为0以前的输出值。表中最后一行说明S和R输入都为1是非法 的、禁止的。这是因为S、R同时为1时,两个输出Q和Q均为零,这与Q和Q互为倒置的关系相 矛盾。所以,当你用R-S触发器设计电路时,要避免使R、S输入同时为1的情况。 RS触发器通常画成有两个输入,两个输出的方块图,如下图所示 R-S触发器能够记住哪一个输入端最近被输入高电位,这确实很有趣。但更有用的电路应 该能记住某个特定时间点上上一个信号是0还是1。 在实际构造这种电路之前,先来思考一下它的行为功能。它需要两个输入,其中一个称 为数据端(Data)。像所有数字信号一样,数据端输入可以是0或1。另一个输入称为保持位 ( Hold that bit)。通常情况下,保持位设为0,这时,数据端对电路没什么影响。当保持位置 为1时,电路就反映出数据端的值。接着,保持位又置为0,这时,电路将记住数据端输入的 最近一个值。数据端信号的任何改变不会对电路再有影响 换句话说,它的功能表可以这样写: 输入 数据端保持位 Q 0
第14章 反馈与触发器 117 下载 用于点亮灯泡的输出称为 Q，另一个输出-Q是Q的倒置。如果Q是0，-Q就是1，反之亦然。 两个输入端S（S e t）和R（R e s e t）分别表示置位和复位。你可以把“置位”理解为把 Q设为1， 而“复位”是把Q设为0。当S为1时（对应于前面图中闭合上面开关的情况），Q变为1而-Q变为 0；当R为1时（对应于前面图中闭合下面开关的情况），Q变为0而-Q变为1。当S和R都为0时， 输出保持Q原来的状态。输入与输出的关系小结于下表中： 这张表称为功能表、逻辑表或真值表。它指明不同的输入组合能产生不同的输出结果。由于 R - S触发器有两个输入端，因而不同的输入组合有 4种，分别对应于表中的4行。 注意表中倒数第 2行中S和R均为零，而输出标识为 Q和-Q。这表示当S和R输入均为零时， Q和-Q端的输出保持 S、R同时设为0以前的输出值。表中最后一行说明 S和R输入都为1是非法 的、禁止的。这是因为 S、R同时为1时，两个输出Q和-Q均为零，这与Q和-Q互为倒置的关系相 矛盾。所以，当你用R - S触发器设计电路时，要避免使 R、S输入同时为1的情况。 R - S触发器通常画成有两个输入，两个输出的方块图，如下图所示： R - S触发器能够记住哪一个输入端最近被输入高电位，这确实很有趣。但更有用的电路应 该能记住某个特定时间点上上一个信号是 0还是1。 在实际构造这种电路之前，先来思考一下它的行为功能。它需要两个输入，其中一个称 为数据端（D a t a）。像所有数字信号一样，数据端输入可以是 0或1。另一个输入称为保持位 （Hold that bit）。通常情况下，保持位设为 0，这时，数据端对电路没什么影响。当保持位置 为1时，电路就反映出数据端的值。接着，保持位又置为 0，这时，电路将记住数据端输入的 最近一个值。数据端信号的任何改变不会对电路再有影响。 换句话说，它的功能表可以这样写： 禁止 输入 输出 输入 数据端 保持位 输出
118编码的奥移 °Dub.com 下载 在前两种情况下,保持位置为1,Q端输出和数据端输入相同:后两种情况下,当保持位 置为0时,Q端输出和它以前的值相同,即保持原状态。注意,后两种情况中当保持位为0时, Q端输出不再受数据端输入的影响,功能表可以简化表示为: 数据端 保持位 输Q01Q X表示不关心其取值情况,它的值对于电路输出没有影响。 基于R-S触发器来实现保持位的功能要求在输入端增加两个与门,如下图所示: 复位 屎持位 Q 置位 要使与门输出为1,两个输入端必须同时为1。在上图中,Q输出为0,而输出为1 只要保持位置为0,置位信号对于输出就没有影响 复位 保持位 同样,复位信号对电路输出也没有影响 复位 保持位 置位 只有当保持位信号是1时,电路的功能才和前述的RS触发器相同: 置位
在前两种情况下，保持位置为 1，Q端输出和数据端输入相同；后两种情况下，当保持位 置为0时，Q端输出和它以前的值相同，即保持原状态。注意，后两种情况中当保持位为 0时， Q端输出不再受数据端输入的影响，功能表可以简化表示为： X表示不关心其取值情况，它的值对于电路输出没有影响。 基于R-S 触发器来实现保持位的功能要求在输入端增加两个与门，如下图所示： 要使与门输出为1，两个输入端必须同时为1。在上图中，Q输出为0，而-Q输出为1。 只要保持位置为0，置位信号对于输出就没有影响： 同样，复位信号对电路输出也没有影响： 只有当保持位信号是1时，电路的功能才和前述的 R - S触发器相同： 118 编码的奥秘 下载 复位 保持位 置位 置位 复位 保持位 复位 保持位 置位 复位 保持位 置位 输入 输出 数据端 保持位
Chinapub.com 第4章反与发器119 下载 这时,由于上面与门的输出和复位端输入相同,而下面与门的输出和置位端输入相同 所以此电路的功能就和普通的RS触发器是一样的了。 但我们还没有达到目标,我们只想要两个输入,而不是三个,怎么办呢?前面讲过R-S触 发器中两个输入同时为1的情况是禁止的:而两个输入同时为零的情况没有什么意义,因为那 只是输出保持不变的简单情况。这里,只要将保持位置为0,就可以完成同样的功能 可见,真正有意义的输入是S为0,R为1或R为0,S为1。把数据端信号当作置位信号,它 取反后的值就是复位端信号,如下图示: 数据端 在这种情况下,S和R输入以及输出Q均为0,¤为1。只要保持位为0,数据端输入对于电 路输出就没有影响 Q 保持位 当保持位为1时,电路反映出数据端输入的值 保持位 数据端 Q端输出现在和数据端输入是一致的,O则相反。现在,保持位又回到0: 保持位 数据端
这时，由于上面与门的输出和复位端输入相同，而下面与门的输出和置位端输入相同， 所以此电路的功能就和普通的 R - S触发器是一样的了。 但我们还没有达到目标，我们只想要两个输入，而不是三个，怎么办呢？前面讲过 R - S触 发器中两个输入同时为 1的情况是禁止的；而两个输入同时为零的情况没有什么意义，因为那 只是输出保持不变的简单情况。这里，只要将保持位置为 0，就可以完成同样的功能。 可见，真正有意义的输入是 S为0，R为1或R为0，S为1。把数据端信号当作置位信号，它 取反后的值就是复位端信号，如下图示： 在这种情况下， S和R输入以及输出Q均为0，-Q为1。只要保持位为 0，数据端输入对于电 路输出就没有影响： 当保持位为1时，电路反映出数据端输入的值： Q端输出现在和数据端输入是一致的，-Q则相反。现在，保持位又回到 0： 第14章 反馈与触发器 119 下载 保持位 数据端 保持位 数据端 保持位 数据端 保持位 数据端
120的 Chinapub.com 下载 这时,电路会记得当保持位最后一次置为1时数据端输入的值。数据端以后的变化对电路 的输出没有影响 D 保持位 数据端 这个电路称为电平触发的D型触发器,D(Data)表示数据端输入。所谓电平触发是指当 保持位输入为某一特定电平(本例中为“1”)时,触发器才对数据端的输入值进行保存。(很 快,你将会看到另一种形式的触发器。) 通常情况下,当这样一个电路出现在书中时,输入并不被标为保持位,而是标为“时钟” 当然,这个信号并不是一个真的时钟,但它有时却具有类似钟一样的属性,即在0和1之是有 规律地来回变化。但是现在时钟只是用来指示什么时候保存数据 数据端 把数据端简写为D,时钟端简写为Clk,其功能表如下所示: D Clk Q Q 这个电路就是所谓的电平触发的D型锁存器,它表示电路锁存住一位数据并保持至将来使 用。它也可以称为1位存储器。本书将在第16章中说明如何将多个1位存储器连起来以构成多 位存储器 在锁存器中保存多位值是很有用的。假如你想用第12章中的加法机把三个8位数加起来, 你可以在第1行开关上输入第一个加数,在第2行开关上输入第二个加数,但是你必须把第 次加法运算的结果记录下来,然后以同样方式把记下来的结果和第三个加数再用开关输入 这是十分麻烦的 使用锁存器可以解决这个问题。让我们把8个锁存器集成到一个盒子里,形成一个8位锁 存器。每个锁存器用到两个或非门、两个与门和1个反向器。时钟端输入是互相连在一起的。 结果如下图所示:
120 编码的奥秘 下载 这时，电路会记得当保持位最后一次置为 1时数据端输入的值。数据端以后的变化对电路 的输出没有影响： 这个电路称为电平触发的D型触发器，D（D a t a）表示数据端输入。所谓电平触发是指当 保持位输入为某一特定电平（本例中为“ 1”）时，触发器才对数据端的输入值进行保存。（很 快，你将会看到另一种形式的触发器。） 通常情况下，当这样一个电路出现在书中时，输入并不被标为保持位，而是标为“时钟”。 当然，这个信号并不是一个真的时钟，但它有时却具有类似钟一样的属性，即在 0和1之是有 规律地来回变化。但是现在时钟只是用来指示什么时候保存数据： 把数据端简写为D，时钟端简写为C l k，其功能表如下所示： 这个电路就是所谓的电平触发的D型锁存器，它表示电路锁存住一位数据并保持至将来使 用。它也可以称为 1位存储器。本书将在第1 6章中说明如何将多个 1位存储器连起来以构成多 位存储器。 在锁存器中保存多位值是很有用的。假如你想用第 1 2章中的加法机把三个 8位数加起来， 你可以在第1行开关上输入第一个加数，在第 2行开关上输入第二个加数，但是你必须把第一 次加法运算的结果记录下来，然后以同样方式把记下来的结果和第三个加数再用开关输入。 这是十分麻烦的。 使用锁存器可以解决这个问题。让我们把 8个锁存器集成到一个盒子里，形成一个 8位锁 存器。每个锁存器用到两个或非门、两个与门和 1个反向器。时钟端输入是互相连在一起的。 结果如下图所示： 保持位 数据端 时钟 数据端 输入 输出
chinaopub.coM 第4章反与触发器121 载 b点b..·b 8位锁存器 这个锁存器一次可以保存8位数。上面的8个输入标为D~D,下面的8个输出标为Q。~Q,。左 边的输入是时钟(CIk),时钟信号通常为0。当时钟信号为1时,D端输入被送到Q端输出。当 时钟信号变为0时,8位输出值保持不变,直到时钟信号再次被置为1。8位锁存器也可以画成 下面的样子: 业8位锁存器 下面是8位加法器: CO8位加法器 通常(先不考虑上一章的减法),8个A输入和8个B输入是连在开关上的,CI(进位输入) 端接地,8个S(和输出)和CO(进位输出)端连着灯泡。 修改,8位加法器的输出既与灯泡相连,也作为8位锁存器的数据端(D)输入。标为“保 存”(Save)的开关是锁存器的时钟输入,用于保存加法器的运算结果: 开关开关 位锁存器 保存 2-1选择器 来自锁存器 co8位加法器cI 灯泡
这个锁存器一次可以保存8位数。上面的8个输入标为D0～D7，下面的8个输出标为 Q0～Q7。左 边的输入是时钟（C l k），时钟信号通常为0。当时钟信号为1时，D端输入被送到Q端输出。当 时钟信号变为 0时，8位输出值保持不变，直到时钟信号再次被置为 1。8位锁存器也可以画成 下面的样子： 下面是8位加法器： 通常（先不考虑上一章的减法），8个A输入和8个B输入是连在开关上的， C I（进位输入） 端接地，8个S（和输出）和C O（进位输出）端连着灯泡。 经修改，8位加法器的输出既与灯泡相连，也作为 8位锁存器的数据端( D )输入。标为“保 存”（S a v e）的开关是锁存器的时钟输入，用于保存加法器的运算结果： 第14章 反馈与触发器 121 下载 Clk 8位锁存器 8位加法器 8位锁存器 开关 开关 8位锁存器 8位加法器 A B 2-1选择器 输出 保存 来自锁存器 灯泡 灯泡