大多數(shù)數(shù)字系統(tǒng)中，除了需要具有邏輯運(yùn)算和算數(shù)功能的組合邏輯電路外，還需要具有存儲(chǔ)功能的電路，組合邏輯與時(shí)序邏輯可構(gòu)成時(shí)序邏輯電路，簡(jiǎn)稱時(shí)序電路。現(xiàn)在討論實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能的兩種邏輯單元電路，即鎖存器和觸發(fā)器。

雙穩(wěn)態(tài)：電子電路中。其雙穩(wěn)態(tài)電路的特點(diǎn)是:在沒(méi)有外來(lái)觸發(fā)信號(hào)的作用下，電路始終處于原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。在外加輸入觸發(fā)信號(hào)作用下，雙穩(wěn)態(tài)電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。由于它具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，故稱為雙穩(wěn)態(tài)電路。

單穩(wěn)態(tài)電路只有一種穩(wěn)定狀態(tài)，受到觸發(fā)以后，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到穩(wěn)定狀態(tài)。雙穩(wěn)態(tài)電路就兩種穩(wěn)定狀態(tài)，受到觸發(fā)發(fā)后，就穩(wěn)定在那種狀態(tài)，受到下一次觸發(fā)以后，再翻轉(zhuǎn)。

商店的彈簧門，就是一種“單穩(wěn)態(tài)”。人一推開(kāi)門后，處在一種不穩(wěn)定狀態(tài)，人一進(jìn)入后就會(huì)自動(dòng)回復(fù)到關(guān)門這種穩(wěn)定狀態(tài)。家中的普通門，就是“雙穩(wěn)態(tài)”，門一被打開(kāi)，就停在那里了，是一種穩(wěn)態(tài)；將它關(guān)上了，又是一種穩(wěn)態(tài)。

鎖存器：

鎖存器是構(gòu)成各種時(shí)序電路的基本元件，它的特點(diǎn)是具有0和1兩種穩(wěn)定的狀態(tài)，一旦狀態(tài)被確定，就能自行保持，即長(zhǎng)期存儲(chǔ)1位的二進(jìn)制碼，直到有外部信號(hào)作用時(shí)才有可能改變。鎖存器是一種對(duì)電平敏感的存儲(chǔ)單元電路，它們可以在特定輸入電平作用下改變狀態(tài)。

鎖存器的當(dāng)前狀態(tài)與前一個(gè)狀態(tài)有關(guān)。 當(dāng)R為1，輸出被復(fù)位，即Q為0。不論前一個(gè)狀態(tài)是什么，即不論Q的值是1還是0。 當(dāng)S為1，R為0的情況下，Q即為0。不論前一個(gè)狀態(tài)是什么，即不論Q的值是1還是0， 當(dāng)S和R狀態(tài)相同時(shí)(不論是1還是0)，Q的值為Q的值。即，保持狀態(tài)，鎖存器。

代碼見(jiàn)1_latch

D鎖存器

邏輯門控D鎖存器： 由于當(dāng)R、S為1的時(shí)候，鎖存狀態(tài)不確定，故為了消除SR鎖存器的不確定狀態(tài)，可在電路的S和R輸入端連接一個(gè)非門G5從而保證S和R不同時(shí)為1的條件。此外還有傳輸門控D鎖存器，

觸發(fā)器

RS觸發(fā)器（RS (Reset-Set) flip-flop）

RS觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，倆個(gè)與非門交叉耦合構(gòu)成。由表可知它具有置“0”、置“1”和 “保持”三種功能。即在CP產(chǎn)生上升沿時(shí)才進(jìn)行數(shù)據(jù)變化。RS觸發(fā)器分為上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)。注意Rd、Sd都是低電平有效。但我們到不需要注意這些，只需明白，cp上升沿時(shí)，R為0復(fù)位，這時(shí)輸出只和置位的S有關(guān)。如果R為1，則輸出均為0，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知。當(dāng)RS均為1時(shí)會(huì)出現(xiàn)混亂，所以需要有約束條件來(lái)限制。

代碼見(jiàn)RS_regist

JK觸發(fā)器（JK （Jump-Key）flip-flop ）

JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)功能，在各類集成觸發(fā)器中，JK觸發(fā)器的功能最為齊全。在實(shí)際應(yīng)用中，它不僅有很強(qiáng)的通用性，而且能靈活地轉(zhuǎn)換其他類型的觸發(fā)器。由JK觸發(fā)器可以構(gòu)成D觸發(fā)器和T觸發(fā)器。

D觸發(fā)器（data flip-flop）

D觸發(fā)器可以說(shuō)是最常用的了。在寫Verilog時(shí)，觸發(fā)器均為D觸發(fā)器。雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（Bistable Multivibrator），是一種應(yīng)用在數(shù)字電路上具有記憶功能的循序邏輯組件，可記錄二進(jìn)位制數(shù)字信號(hào)“1”和“0”。觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路以及各種復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的基本邏輯單元。觸發(fā)器的線路圖由邏輯門組合而成，其結(jié)構(gòu)均由SR鎖存器派生而來(lái)（廣義的觸發(fā)器包括鎖存器）。觸發(fā)器可以處理輸入、輸出信號(hào)和時(shí)鐘頻率之間的相互影響。

代碼：D_flip_flop

T觸發(fā)器 T (Toggle flip-flop)

T觸發(fā)器是一種使用較多的觸發(fā)器，將JK觸發(fā)器的J、K輸入端相連，接成一個(gè)輸入端T，即J = K = T，組成的觸發(fā)器就稱為T觸發(fā)器。圖5.5.1為T觸發(fā)器邏輯符號(hào)。在JK觸發(fā)器的基礎(chǔ)上可以得出T觸發(fā)器的特性方程為

當(dāng)T＝0時(shí)，由其特性方程可得，即在時(shí)鐘信號(hào)的作用下，輸出端的狀態(tài)保持不變。

當(dāng)T＝1時(shí)，由其特性方程可得，即在時(shí)鐘信號(hào)下降沿的作用下，輸出端的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為相反的狀態(tài)。在這種條件下，也稱為觸發(fā)器

代碼：T_flop_flip