لچ SR: یک بیت حافظه با دو NOR
دو گیت NOR را ضربدری به هم ببند (خروجی هر یک به ورودی دیگری): مدار دو حالت پایدار دارد — یا Q=۱ (ست) یا Q=۰ (ریست). ورودی S (ست) آن را ۱ می‌کند و R (ریست) صفر. وقتی هر دو صفرند، حالت قبلی می‌ماند — و همین «ماندن» یعنی حافظه!
عنصر حافظهٔ حساس به سطح: تا وقتی ورودی فعال‌ساز (یا خود ورودی‌ها) فعال است، خروجی ورودی را دنبال می‌کند. ساده ولی برای مدار سنکرونِ دقیق، غیرقابل‌اعتماد.
ترکیب ممنوعه: S=R=۱ در لچ NOR هر دو خروجی را صفر می‌کند (نقیض هم نیستند!) و با رها شدن هم‌زمان، حالت بعدی نامشخص می‌شود. طراح باید تضمین کند این ترکیب هیچ‌وقت نمی‌آید.
لچ D: حافظهٔ بی‌دردسر
با یک NOT، ورودی‌ها را به هم گره بزن (D و نقیضش) تا ترکیب ممنوعه از اساس ممکن نباشد: خروجی همان D را نگه می‌دارد. لچ D یعنی «یک بیت را بگیر و نگه دار» — ساده‌ترین سلول حافظهٔ قابل‌استفاده.
فلیپ‌فلاپ: حافظهٔ لبه‌ای
عنصر حافظهٔ حساس به لبهٔ کلاک: فقط در لحظهٔ گذار کلاک (مثلاً ۰ به ۱) ورودی را می‌خواند و بین دو لبه، خروجی قفل می‌ماند. ستون فقرات مدارهای سنکرون.
چهار عضو خانواده:
| فلیپ‌فلاپ | قانون یک‌خطی |
|---|---|
| SR | S=۱ ست، R=۱ ریست، ۰۰ نگه‌دار؛ ۱۱ ممنوع (مثل لچ، ولی لبه‌ای). |
| JK | مثل SR ولی ۱۱ هم مجاز است و تاگل می‌کند (وارونه می‌شود). همه‌کارهٔ خانواده. |
| D | خروجیِ بعدی = ورودی (تأخیر یک کلاکی). ساده‌ترین و پرکاربردترین. |
| T | T=۰ نگه‌دار، T=۱ تاگل. قلب شمارنده‌ها. |
سه جدول که نباید قاطی شوند
- جدول مشخصه: ورودیِ فعلی + حالتِ فعلی → حالتِ بعدی. (سؤال: چه می‌شود؟)
- معادلهٔ مشخصه: همان جدول به زبان فرمول؛ مثلاً برای D: .
- جدول تحریک: حالتِ فعلی + حالتِ بعدیِ خواسته‌شده → ورودیِ لازم. (سؤال: چه بدهم تا بشود؟)
جدول مشخصه برای تحلیل است (مدار موجود چه می‌کند) و جدول تحریک برای طراحی (چه ورودی بدهم تا به حالت خواسته برسم). این تمایز، کلید درس‌های بعد است.
اشتباه رایج
لچ و فلیپ‌فلاپ یکی‌اند.
تصحیح
هر دو یک بیت نگه می‌دارند ولی زمانِ خواندن فرق دارد: لچ در کلِ سطح فعال شفاف است (ورودیِ وسطِ سطح هم اثر می‌کند) و فلیپ‌فلاپ فقط در لبه می‌خواند. در مدار سنکرون، همین تفاوت جلوی مسابقهٔ زمانی را می‌گیرد.
اشتباه رایج
جدول مشخصه و جدول تحریک دو اسم برای یک جدول‌اند.
تصحیح
جهتشان برعکس است: مشخصه از ورودیِ داده‌شده به حالتِ بعدی می‌رسد (تحلیل) و تحریک از حالتِ خواسته‌شده به ورودیِ لازم می‌رسد (طراحی). ستون‌هایشان جابه‌جا شده‌اند.