基于 Verilog 的经典数字电路设计(6)D 触发器与 Latch 锁存器

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D 触发器,是时序逻辑电路是必备的一个基本单元,学好 D 触发器,是学好时序逻辑电路的前提条件,其重要性不亚于加法器,二者共同构成数字组合、时序逻辑电路的基础。 

触发器(Flip - Flop)

  1. 即能够存储 1 位二值信号的基本电路统称为触发器,简称 DFF,多个触发器的级联便成为了能够存储多位二值信号的基本电路。
  2. 在电平触发的触发器电路中,除了置 1、置 0 输入端以外,又增加了一个触发信号输入端,只有触发信号变为有效电平后,触发器才能按照输入的置 1、置 0 信号置成相应的状态,通常将这个触发信号称为时钟信号(Clock),记做 Clk;当系统中有多个触发器需要同时动作时,就可以用同一个 Clk 信号作为同步控制信号。
  3. 电路中的输入端处没有小圆圈表示 Signal 以高电平为有效信号。(如果在 Signal 输入端画有小圆圈,则表示 Signal 以低电平作为有效信号)。

锁存器(Latch):

  1. 是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路,它们可以在特定输入脉冲电平作用下改变状态,而锁存,就是把信号暂存以维持某种电平状态。
  2. 锁存器的最主要作用是缓存,其次是完成高速的控制器与慢速的外设的不同步问题,再其次是解决驱动的问题,最后是解决一个 I/O 口既能输出也能输入的问题;锁存器是利用电平控制数据的输入,它包括不带使能控制的锁存器和带使能控制的锁存器。
  3. SR 锁存器由其置 1 或置 0 操作是由输入的置 1 或置 0 信号直接完成的,不需要触发信号的触发。

  上代码!下面是 D 触发器的 Verilog 代码实现:

module D_FF(
    input  Clk,
    input  D,
    output reg Q
    );

   always @(posedge Clk) begin
      Q <= D;
   end

endmodule

  D 触发器的 RTL 电路图如下所示:

  上代码!下面是锁存器的 Verilog 代码实现:

module Latch(
    input din,
    input en,
    output reg dout
    );

    always @(din or en)
        if(en) dout <= din;

endmodule

  锁存器的 RTL 电路图如下所示:

 

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