Mod 2 环形计数器（带 D 触发器）

在数字电路中，Mod 2 环形计数器是一种常见的计数器类型。它可以按照 0、1、0、1、.. 的规律循环计数。

同时，计数器还带有 D 触发器，可以通过输入的 D 信号来更改计数器的状态。

基本原理

Mod 2 环形计数器通常由两个触发器组成，它们会相互连接起来，形成一个环形。计数器从 0 的状态开始计数，每次计数加 1。当计数器计数到 1 的状态时，会自动回到 0 的状态。

计数器内部的两个触发器，一般会设置为异步复位。这样可以保证在电路启动的时候，计数器会从 0 的状态开始计数。

同时，计数器还带有一个输入端口 D。当 D 等于 1 的时候，计数器会停止计数，并且将当前的状态设置为 1。当 D 等于 0 的时候，计数器会继续计数，并且按照原有的规律切换状态。

电路图

下面是一个基本的 Mod 2 环形计数器（带 D 触发器）的电路图。

   +-------+         +-------+
   |       |    D    |       |
-->|   Q0  |---------|   Q1  |--->
   |       |         |       |
   +-------+         +-------+

Verilog 实现

下面是一个基本的 Mod 2 环形计数器（带 D 触发器）的 Verilog 代码。

module mod2_counter_with_d(
    input D,
    input CLK,
    input RST,
    output Q
);

reg Q0, Q1;

always @(posedge CLK or negedge RST) begin
    if(!RST) begin
        Q0 <= 0;
        Q1 <= 0;
    end else begin
        Q0 <= Q1;
        Q1 <= (~Q0 & D) | (Q0 & ~D);
    end
end

assign Q = Q0;

endmodule

使用示例

下面是一个使用示例的 Verilog 代码。该代码会周期性地输出 Mod 2 环形计数器的状态，同时可以通过按下按键，更改计数器的状态。

module mod2_counter_test(
    input CLK,
    input KEY,
    output LED
);

wire Q;
wire D;

assign D = KEY;

mod2_counter_with_d counter(D, CLK, 1'b0, Q);

always @(posedge CLK) begin
    if(Q) begin
        LED <= 1'b1;
    end else begin
        LED <= 1'b0;
    end
end

endmodule

总结

Mod 2 环形计数器（带 D 触发器）是数字电路中常见的计数器类型之一。它可以按照 0、1、0、1、.. 的规律循环计数，并且可以通过输入的 D 信号来更改计数器的状态。在数字电路的设计中，Mod 2 环形计数器有着广泛的应用。