Verilog | D触发器

D触发器是一种基本的数字逻辑元件，最常用于存储单个比特。在Verilog语言中，可以通过D触发器实例化来实现其功能。

D触发器的定义

D触发器是一种存储器元件，具有单个输入D和单个输出Q。当时钟信号从低电平变为高电平时，输入D的电平被存储在输出Q中。当时钟信号从高电平变为低电平时，输出Q保持不变。

D触发器的Verilog实现

在Verilog语言中，D触发器可以通过实例化预定义的D触发器模块来实现。以下是一个简单的D触发器的代码示例：

module d_ff(clk, d, q);
  input clk, d;
  output q;
  reg q;
  
  always @(posedge clk)
    q <= d;
endmodule

在这个模块中，输入参数包括时钟信号clk和数据输入信号d，输出参数为存储的数据输出信号q。在always块中，当时钟信号变为上升沿时，将输入信号d的值存储到寄存器q中。

D触发器的应用示例

D触发器通常用于在数字电路中存储单个数据位。例如，在一个计数器电路中，通过每次计数时把当前计数器的值读入一个D触发器中，然后再将其输出到七段数码管中，以显示当前计数器的值。以下是一个用D触发器实现的简单计数器的代码示例：

module counter(clk, q);
  input clk;
  output [3:0] q;
  wire [3:0] d;
  
  d_ff d1(.clk(clk), .d(1), .q(d[0]));
  d_ff d2(.clk(clk), .d(d[0]), .q(d[1]));
  d_ff d3(.clk(clk), .d(d[1]), .q(d[2]));
  d_ff d4(.clk(clk), .d(d[2]), .q(d[3]));
  
  assign q = d;
endmodule

在这个模块中，我们实例化了四个D触发器来存储计数器的值。在每个时钟信号上升沿时，每个D触发器都将其前一个D触发器中存储的值存储到自己中。最后，输出寄存器的值作为输出信号q返回。