簡(jiǎn)述基本與非門sr鎖存器的結(jié)構(gòu)及工作原理

基本與非門SR鎖存器（Set-Reset Latch）是數(shù)字電路中的一種基礎(chǔ)元件，用于存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。它由兩個(gè)互補(bǔ)的與非門（NAND gate）組成，通過這兩個(gè)與非門的交叉反饋實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的鎖存。以下是對(duì)其基本結(jié)構(gòu)及工作原理的簡(jiǎn)述：

一、結(jié)構(gòu)

基本與非門SR鎖存器主要由兩個(gè)與非門組成，這兩個(gè)與非門的輸出分別連接到對(duì)方的輸入端，形成交叉反饋的結(jié)構(gòu)。具體來說，鎖存器有兩個(gè)輸入端S（Set，置位）和R（Reset，復(fù)位），以及兩個(gè)輸出端Q和Q'（Q的補(bǔ)碼）。

二、工作原理

1. 初始狀態(tài)

當(dāng)SR鎖存器剛上電或處于未確定狀態(tài)時(shí)，S和R的輸入電平可能是任意的。然而，由于與非門的特性（即當(dāng)且僅當(dāng)所有輸入為高電平時(shí)，輸出才為低電平），輸出Q和Q'的電平將迅速穩(wěn)定到一個(gè)確定的狀態(tài)。這個(gè)狀態(tài)取決于S和R的初始電平以及與非門的具體實(shí)現(xiàn)方式。

2. 工作模式

• 置位（Set） ：當(dāng)S為高電平（邏輯1），R為低電平（邏輯0）時(shí)，與非門G1（假設(shè)G1的輸出連接到Q）的輸入為S和Q'（由于Q'是Q的補(bǔ)碼，初始時(shí)可能不確定），但由于R為低電平，G2（輸出連接到Q'）的輸出Q'將確定為高電平（因?yàn)镚2的另一個(gè)輸入是R，為低電平）。此時(shí)，G1的輸入為S（高電平）和Q'（高電平），輸出Q將變?yōu)榈碗娖剑ㄅc非門邏輯），但Q'保持高電平。這樣，鎖存器被置位到Q=1、Q'=0的狀態(tài)。
• 復(fù)位（Reset） ：當(dāng)S為低電平（邏輯0），R為高電平（邏輯1）時(shí)，情況與置位相反。此時(shí)，G2的輸出Q'將變?yōu)榈碗娖剑ㄒ驗(yàn)镚2的一個(gè)輸入R為高電平，而另一個(gè)輸入Q的初始狀態(tài)不影響G2的輸出），而G1的輸出Q將變?yōu)楦唠娖剑ㄒ驗(yàn)镚1的一個(gè)輸入S為低電平，另一個(gè)輸入Q'也為低電平）。這樣，鎖存器被復(fù)位到Q=0、Q'=1的狀態(tài)。
• 保持（Hold） ：當(dāng)S和R都為低電平時(shí)，兩個(gè)與非門的輸出將保持不變。這是因?yàn)闊o論Q和Q'的初始狀態(tài)如何，G1和G2的輸出都不會(huì)改變（由于所有輸入都是低電平，與非門輸出保持高電平）。因此，鎖存器保持當(dāng)前狀態(tài)不變。
• 非法狀態(tài) ：當(dāng)S和R都為高電平時(shí)，SR鎖存器進(jìn)入一種非法狀態(tài)。由于與非門的交叉反饋結(jié)構(gòu)，此時(shí)Q和Q'的輸出將變得不確定且可能產(chǎn)生振蕩。因此，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)避免這種情況的發(fā)生。

三、總結(jié)

基本與非門SR鎖存器通過兩個(gè)互補(bǔ)的與非門實(shí)現(xiàn)了一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。它根據(jù)S和R的輸入電平來控制鎖存器的置位、復(fù)位和保持操作。在實(shí)際應(yīng)用中，需要確保S和R的輸入信號(hào)滿足約束條件（即不同時(shí)為高電平），以避免鎖存器進(jìn)入非法狀態(tài)。