构建自己的CPU--锁存器
很多时候都需要存储数据，这一节就来介绍一下用门电路制作的存储结构
SR锁存
所谓锁存即为想一把锁一样把数据锁住，不让其丢失。先来看一下下面的实现：
锁存器
如上图，上边写着一个0的是输入信号，连接着非门的第一个输入，而非门的第二个输入与一个输出相连，这样就可以把输入1的信号进行存储，当输入信号由1变成0后，输出仍然是1。
输入由0变成1
输入由1变成0
上面已经把数据1存储了，但是无法再把数据从1置换成0，因此SR-锁存器就发挥作用了。
SR锁存器如上图所示，由两个或非门组成，每个或非门的一个输入与另一个或非门的输出相连，另一个输入与输入信号相连。定义上边的输入信号为Reset(R)，下边的输入信号为Set(S)，上一个输出为输出信号(Q), 下一个输出为反向输出(Q非,简写为Q~)，与输出信号相反。下面是它的电路图和真值表：
SR锁存
| R | S | Q | Q~ |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | X | X |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | -- | -- |
(X表示保持原状态。对于S和R都是1时，就取决于是那一个先恢复0来决定是存储1或0，在实际操作中是不允许的)
上边的SR锁存器一旦输入的数据改变就立马改变其值，当我们使用同一条输入信号来控制多个锁存器时，需要单独的控制其中一个时，这种结构不能满足要求，应为一旦改变输入信号，所有的锁存器都将会改变，因此需要一条信号来告诉锁存器，我要操控的时哪一个，这个信号为使能信号(EN)
我们来观察一下真值表，当S/R其中一个为1时，锁存器才会改变值，然后我们通过使能信号为1来确定时要改变值，也就是说当S/R和EN都为1时才输出，这个逻辑就很符合与门。所以，新的SR锁存器就出来了。下面是它的电路图和真值表：
SR-锁存器带使能
| EN | R | S | Q | Q~ |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | X | x |
| 0 | 0 | 1 | X | X |
| 0 | 1 | 0 | X | X |
| 0 | 1 | 1 | X | X |
| 1 | 0 | 0 | X | x |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | -- | -- |
D锁存器
D锁存器是SR锁存器的改良版。在SR锁存器中，我们需要输入两个数据信号，并且要避开两个都是1的情况。在D锁存器中，添加一个非门使S、R的信号始终保持相反的状态，并且把输入信号减少一个。下面是它的电路图和真值表：
D-Latch.png
| EN | D | Q | Q~ |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | X | X |
| 0 | 1 | X | X |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
【在本篇章中使用的软件均为Logisim】
