寄存器、锁存器和触发器三者对比

你有没有遇到过这样奇怪的事：你一直以为自己知道某件事，但当你试着向别人解释它时，你才发现自己的论述中存在漏洞和逻辑上的差异？这就是我最近所遇到的情况，当时有人问我锁存器和触发器之间的区别，以及为什么它们都与寄存器有关。

取决于一个人的背景，这在电子学中可能是个有点主观的领域，而随着术语的不断发展，我们又可能对此产生进一步混淆。因此，本文要做的就是以我的理解来解释这些事物，然后欢迎各位专家发表评论，以便了解我的观点是否获得认同。

寄存器和寄存器文件

我们在微控制器（MCU）等电子系统中存储数据的方式之一是在寄存器中。一些寄存器由一个位/比特组成，而另一些寄存器由多个位组成。“寄存器文件”一词则是指一组共享通用功能和目的的寄存器。

寄存器的特性与半导体存储器相类似，例如每个基元/单元可存储一个二进制数字或位（以0或1的形式表示）。但是，存储器往往用于存储相对大量的信息（指令和数据），而寄存器则更趋于专业化，用于实现记住配置和控制信息、保存输入/输出值，以及临时存储逻辑或算术运算结果等任务。

另一个区别是存储单元往往相对简单，需要尽可能少地使用晶体管来完成工作。这是因为它们太多了，因此就功耗而言应保持小巧、快速和简约。相比之下，寄存器由于数量要少得多，因此在大小和功耗方面约束就比较少，并且通常具有与硬件相关的更高级的特殊控制和功能。

锁存器和触发器

每个寄存器单元的核心都是一个双稳态威廉希尔官方网站 ，据此就可以以0或1的形式存储信息。这种威廉希尔官方网站 可能有一个或多个控制输入，可能有一个数据输入，以及一个或两个输出。如果有第二个互补的QB输出存在，那么它将呈现与主输出Q相反或互补的逻辑值。

就控制信号而言，这种威廉希尔官方网站 可以是电平触发（异步，透明或不透明）或边沿触发（同步或时钟）方式。前者的一个例子是置位复位锁存器（SR锁存器），后者的一个例子是数据型触发器（D型触发器），详见图1。

图1：SR锁存器和D型触发器的图形符号及真值表对比。

触发器一词通常在这种威廉希尔官方网站 的背景下使用，因为这种威廉希尔官方网站 在两种状态之间来回触发翻转。历史上，“触发器”一词通常包含电平触发和边沿触发两种类型。但是最近，“锁存器”一词被普遍用来指代电平触发的版本，而“触发器”一词则用来指代边沿触发的版本。常见的寄存器类型如下：

SR锁存器（“置位复位”）

或非

与非

与或

JK锁存器

门控SR锁存器（“置位复位”）

门控D锁存器（“数据”）

Earle锁存器

D型触发器（“数据”）

T型触发器（“翻转”）

JK型触发器

顺便说一句，JK类型被认为是最通用的锁存器和触发器，因为可以考虑将JK锁存器用作SR锁存器，同时可以将JK触发器配置为D型或T型触发器。

多谐振荡器

多谐振荡器是一种用于实现各种简单两态功能的电子威廉希尔官方网站 。多谐振荡器有以下三种类型：

无稳态多谐振荡器在两种状态下均不稳定，而会不断地从一种状态切换到另一种状态（不需要外部触发器），因此起到张弛振荡器的作用。

单稳态多谐振荡器仅在一种状态下稳定。在触发脉冲的激励下，它将进入不稳定状态，并在这种状态保持一段所设定的时间，然后返回稳定状态。单稳态多谐振荡器也称为“单触发”，可用于生成固定持续时间的脉冲，而作为对某些外部触发事件的响应。

双稳态多谐振荡器在任一状态下都是稳定的，它可以通过施加外部触发脉冲从一种状态切换到另一种状态。

之所以在此提及多谐振荡器，是因为双稳态多谐振荡器可用于存储一位信息，也即所谓的触发器。

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