鎖存器和觸發器實例進階教程，星界邊境

星界邊境 鎖存器和觸發器實例進階教程

這篇教程主要是要教大家如何使用鎖存器（Latch），同時也可以讓大家在這個貼子裏展示你所製作的任何時序邏輯電路。而如果你要找基礎的電路教程，可以點我閲讀

鎖存器（Latch）是什麼?

鎖存器是一種非常簡單的存儲單元。一個鎖存器可以存儲一個二進制值（1或0）。

在Starbound裏面使用的是一個D鎖存器，它有2個輸入端和1個輸出端。

D：D代表數據（Data）。你輸入的是什麼決定了輸出的就是什麼。

Enable：Enable決定了D端有沒有連接上輸出端。當Enable為開（1），輸出的值就等於輸入的值。當Enable為關（0），輸出的值就被固定在它之前的狀態了，此時D端不再起任何作用。

如果你願意，你可以把Enable想象為像開關一樣在控制D端和輸出端。嚴格來説這是不正確的，但也不失為一個不錯的比喻。

（譯者注：記住這個結論！這是基礎！！）

（圖注：1=閉合，即開狀態，0=打開，即關狀態;為防止混淆，以下翻譯全部稱1為開，0為關——譯者注）

對於那些想要了解技術原理的人，這是D鎖存器在邏輯電路中的實現。C代表控制（Control），也就是Enable。

還有兩個輸出端，考慮到Starbound只有正輸出端Q，你並不需要去理解這張圖之後再去使用鎖存器。

（譯者注：【Q】和【Q非】輸出是互補關係，一個是1，另一個一定是0，所以只需要一個輸出端就行）

我知道你一定在想：“這真是極好的！但是我到底該怎麼去用這玩意?”

好問題！鎖存器有很多的用處，這裏就有幾個基礎的例子。

鎖定陷阱 Locking Trap

鎖存器最簡單也是最常用的用途就是“鎖住”某樣東西，我用一個陷阱來當例子。

如果我走上一個壓力板，Enable端和D端同時被激活，同時陷阱也被激活。當我從壓力板上下來的時候，陷阱還是會繼續保持激活狀態——這是因為Enable端和D端同時被關掉了，輸出端被固定在激活狀態。（這就是鎖住了，譯者注）

重置（reset）按鈕用於關閉陷阱。按鈕被連接到Enable端，可以使輸出端的狀態變為關。

如果你用一個按鈕去代替壓力板，這就是一個偷懶的辦法來製造一個開關裝置，而不使用控制枱。之後我們會看到，如何來製造一個一鍵切換開關。

振盪器(2-clock[2週期])

這個電路使用一個非門反饋迴路和一個開關(一個Impervium控制枱)來創建一個振盪器。（注意不是壓力板，這是個控制枱console，如果你還不能造這個東西，完全可以其他控制枱代替，比如猴子的電腦，而眾所周知，在SB中console其實就是一個開關，譯者注）

當開關打開的時候，輸入端將會在開與關之間快速閃爍。當開關關閉的時候，輸出端狀態就固定住了。你可以用這個來讓燈閃爍，製造一個偽隨機擲硬幣的裝置，等等…

你可以把奇數個非門串聯在一起，創建一個反饋延遲，來減緩震盪頻率。

如果你想更多瞭解時鐘信號，可以看後面關於時鐘説明。

D觸發器 D-Flip-flop

鎖存器屬於電平敏感，意思就是隻要當Enable端為打開狀態的時候，輸出就可以被改變。

而觸發器則是邊沿敏感，意思就是當時鍾信號改變的時候，輸出狀態改變（在時鐘輸入的上升沿和下降沿，取決於類型）。這對於製作狀態機、計數器和寄存器非常有用。

（譯者注：為了讓大家不被大片的專有名詞給嚇着了，我來解釋一下：數字電路中把低電平定義為0，高電平定義為1，從0到1的過程被稱為上升沿，反之被稱為下降沿。具體來説，一個按鈕從未激活到激活的過程，就叫上升沿，反之叫下降沿。

如下所示的觸發器就是一個下降沿觸發的D觸發器。當Clock端（時鐘信號）從開變為關的時候，輸出狀態將會改變。這大概是最簡單的觸發器了，只需要兩個鎖存器和一個非門。注意clock端連接着兩個點。

下一個例子裏面我們將會用到這個觸發器。

（譯者補充：作者在這個例子用的是開關，效果是，若且唯若clock端的開關由開狀態變為關狀態時，輸出端狀態才會改變，並且只會變成和D端相同的狀態。

這裏有個衍生：如果你把開關換成2個壓力板，會發現結果變得直觀而且很有意思！當從右往左走經過2個壓力板的時候，輸出保持為開，然後再從從左往右返回的時候，輸出變為關。一個實用的應用就是，進門自動開門/燈，出門自動關門/燈。如果要改變順序的話，只要簡單把兩個壓力板的連接反一下就行。

用按鈕操縱的開關 Pushbutton Toggle

雖然Impervium控制枱（Impervium consoles）好棒好棒的，不過有時候你會因為某些原因而想要用按鈕來開關某樣東西，但是按鈕發射的是一個脈衝信號，那我們怎麼用按鈕來製作一個開關裝置呢?

有一個辦法就是使用我們剛才介紹過的觸發器，不同的是還要加入一個我們之前在振盪器中用過的非門。

這樣就創建了一個狀態機，其輸出狀態與它之前的狀態相反：

Q[n] = NOT( Q[n-1] )

按鈕就是這個狀態機的時鐘信號，每按一下按鈕就會引入一個脈衝信號，用來更新狀態。

如果我們使用一個鎖存器，在有按鈕脈衝的時候，輸出狀態會改變好幾次。由於觸發器是邊沿敏感，只有在每次脈衝的時候才會更新，所以我們需要的是一個觸發器，而不是一個鎖存器。

交易室 Trading Room

Eht和我用按鈕開關做了一個交易室。Starbound目前還沒有用於交易機制，所以我想，製作一個不依賴於信譽系統的交易方式會很有意思。下面是它的工作原理：

1. 兩個玩家從各自的一邊進入房間，然後關上他們身後的門。門只能從內側來控制。

2. 左邊的玩家在上面，而右邊的玩家在下面，兩個人都各自在兩扇門之間扔下一個物品。當另一個玩家也已經扔下他的物品的時候，你需要站到壓力板上，表示你已經做好準備來完成交易了。

3. 兩個玩家都需要站在各自的壓力板上，以便讓站在上方的玩家按一下那個按鈕，這會切換所有門的狀態（使用了2個切換狀態機）。這樣就可以防止你接觸到你所扔下的物品，同時讓你可以去撿起對方玩家扔下的物品。兩個玩家交換了位置，從另一個玩家的那扇門出去。

關於振盪器（亦稱時鐘）的説明

你可以用不同於之前的鎖存器時鐘的方法來創建時鐘。

一個相當緩慢的時鐘就是定時器元件（遊戲自帶的Timer，譯者注），它大約每秒閃爍一次。你可以在輸入端輸入1來凍結它的狀態。

最快的振盪器就是把非門首尾相連。我們可以叫它1-clock[單週期]（從Minecraft術語那偷來的），因為每次閃爍之間只有一個非門的延遲。

把奇數個非門串聯在一起，就可以創建3-clock[3週期]、5-clock[5週期]，以此類推，很明顯這些會慢3倍和5倍。使用偶數個則會創建一個穩定的迴路，這是沒用的。

Kudos to MeMyselfAnDie for how to control odd-numbered clocks. It hadn't occurred to me in the first version of this note.（恕我無能，這句實在不知道什麼意思……MeMyselfAnDie似乎是官方論壇上的某個人）

如果你想要偶數週期的時鐘，利用與門添加一個使能電路：

如果你想要一個非常非常緩慢而且可控的時鐘，最好的辦法就是用觸發器。把前面的“按鈕開關”裏的按鈕換成計時器（timer），然後把輸出端連接到另一個按鈕開關的clock端，將可以慢兩倍，繼續連接直到最後變得足夠慢。做出來的這個裝置叫做二進制計數器，我已經在這個帖子裏貼出了一個4位二進制計數器。

這個方法遠比慢時鐘更高效，因為隨着門數量的增加，緩慢程度會呈幾何增長，而不是鏈式的線性變化。