鎖存器（Latch）是一種存儲單元，用于存儲一位二進制信息。在數字電路中，鎖存器是一種基本的存儲元件，廣泛應用于寄存器、計數器、觸發器等電路中。鎖存器的原態和新態是描述鎖存器狀態變化的兩個重要概念。

一、鎖存器的基本概念

1.1 鎖存器的定義

鎖存器是一種具有兩個穩定狀態的存儲元件，可以在沒有時鐘信號的情況下保持其存儲的信息。鎖存器的兩個穩定狀態分別稱為原態和新態。當輸入信號發生變化時，鎖存器會根據輸入信號的狀態，將存儲的信息更新為新態。

1.2 鎖存器的分類

鎖存器按照其功能和結構可以分為以下幾種類型：

（1）基本鎖存器（Basic Latch）：最基本的鎖存器，只有一個輸入端和一個輸出端。

（2）雙穩態鎖存器（Flip-flop）：具有兩個穩定狀態的鎖存器，通常用于寄存器、計數器等電路中。

（3）透明鎖存器（Transparent Latch）：在輸入信號有效時，輸出信號與輸入信號相同，輸入信號無效時，輸出信號保持原態。

（4）邊沿觸發鎖存器（Edge-triggered Latch）：在輸入信號的上升沿或下降沿觸發時，鎖存器的狀態發生改變。

1.3 鎖存器的工作原理

鎖存器的工作原理主要基于邏輯門電路。基本鎖存器通常由兩個反相器和兩個與非門組成，形成正反饋回路。當輸入信號為高電平時，正反饋回路使輸出信號保持低電平；當輸入信號為低電平時，正反饋回路使輸出信號保持高電平。通過改變輸入信號，可以實現鎖存器狀態的切換。

二、鎖存器的原態和新態

2.1 原態的定義

原態是指鎖存器在沒有輸入信號變化時所保持的狀態。在數字電路中，原態通常用0或1表示。原態是鎖存器存儲信息的基礎，只有當輸入信號發生變化時，鎖存器才會更新其狀態。

2.2 新態的定義

新態是指鎖存器在輸入信號發生變化后所達到的狀態。新態與原態相對應，表示鎖存器狀態的更新。新態的產生取決于輸入信號的變化以及鎖存器的類型和結構。

2.3 原態和新態的特點

（1）穩定性：原態和新態都是鎖存器的穩定狀態，不會因為電路中的噪聲或干擾而發生改變。

（2）唯一性：對于給定的輸入信號，鎖存器的原態和新態是唯一的，不會產生歧義。

（3）可預測性：根據輸入信號的變化，可以預測鎖存器的原態和新態，從而實現對電路狀態的控制。

2.4 原態和新態的應用

原態和新態在數字電路設計中具有廣泛的應用，例如：

（1）寄存器：寄存器用于存儲多位二進制信息，其內部由多個鎖存器組成。通過控制鎖存器的原態和新態，可以實現數據的存儲和傳輸。

（2）計數器：計數器用于實現數字計數功能，其內部由多個鎖存器和邏輯門組成。通過控制鎖存器的原態和新態，可以實現計數器的計數功能。

（3）觸發器：觸發器是一種具有兩個穩定狀態的電路元件，其內部由鎖存器和邏輯門組成。通過控制鎖存器的原態和新態，可以實現觸發器的觸發功能。