2.3　具有记忆功能的器件——寄存器

一般的电路，它们的工作都是非常直接的。在前面的图2-3中，一旦我们拉起开关，切断电路，灯泡立马就不亮了，这表明电线上传送的是数字0；相反，一旦我们闭合开关，接通电路，灯泡立马就亮了，这表明电路上传送的是数字1。

后来，人们发明了一个装置，叫作触发器。如图2-5所示，一个特制的触发器有一个输入端D，以及一个输出端Q。触发器的特点是它可以把输入保存起来，这叫作锁存。如果你想用眼睛观察触发器锁存的内容，可以在输出端连接一个灯泡。

图2-5　具有记忆能力的触发器

那么，触发器什么时候锁存呢？这是可以控制的。注意下面有一根导线和一个按键开关，按键开关和我们前边讲的那些开关不一样。按键开关有个特点：当你按下它时，它会接通电路；当你松手后，它又会弹起来断开电路。

这个按键开关用于决定是否锁存。平时，按键开关处于断开状态，触发器不会执行锁存动作，无论从输入端D来的是0还是1，都不会进入触发器内部，都不会被触发器内部的电路保存，更不会出现在输出端Q，即不影响输出端Q原来的状态。

但是，一旦我们按下按键开关，则触发器会立即执行一个锁存动作，不管输入端是0还是1，都会被触发器锁存起来，并立即出现在输出端Q。锁存之后，无论输入端D再怎么变化，都不会影响到锁存的内容，也不会影响输出端Q原来的输出，除非再次按下按键开关发送锁存命令。

一个触发器只能保存1比特。为了保存一个比较大的二进制数，如图2-6所示，可以使用若干个触发器，将它们组合在一起，这样就形成了一个新的器件，叫作寄存器（Register），或者叫作锁存器。

图2-6　用多个触发器组成的寄存器

寄存器是一个多输入、多输出的器件，它的两边都连着一排导线，左边的导线用来提供输入，右边的导线用来提供输出；下面的按键开关用来向组成寄存器的所有触发器发送锁存命令。

在图2-6中，输入端是二进制数字11000101。当我们按下按键开关时，这个数字立即被锁存。一旦输入的数字或者说电平被锁存，那么，即使这些输入撤销了也没有关系，因为它们已经被锁存在了寄存器内部。与此同时，锁存的数据也会通过输出端送出去。

如果需要，寄存器可以随时锁存新的数字，以前锁存的数字会被新的数字冲掉。从这个意义上来说，任何数字都是临时被保存在这里的，不会长久，属于临时性寄存。这就是“寄存器”一词的由来。