Quartus中D触发器入门_quartus dff

一、软件准备

Quartus
modelsim
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安装Quartus、modelsim教程

二、D触发器简介

D触发器是一个具有记忆功能的，具有两个稳定状态的信息存储器件，是构成多种时序电路的最基本逻辑单元，也是数字逻辑电路中一种重要的单元电路。
因此，D触发器在数字系统和计算机中有着广泛的应用。触发器具有两个稳定状态，即"0"和"1"，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。
D触发器有集成触发器和门电路组成的触发器。触发方式有电平触发和边沿触发两种，前者在CP(时钟脉冲)=1时即可触发，后者多在CP的前沿（正跳变0→1）触发。
D触发器的次态取决于触发前D端的状态，即次态=D。因此，它具有置0、置1两种功能。
对于边沿D触发器，由于在CP=1期间电路具有维持阻塞作用，所以在CP=1期间，D端的数据状态变化，不会影响触发器的输出状态。
D触发器应用很广，可用做数字信号的寄存，移位寄存，分频和波形发生器等等。

三、创建并设计D触发器原理图并仿真

1.创建工程

点击New Project Wizard

选择一个储存位置并设置名称

先不用添加文件

选择芯片：cycloneIVE系列的EP4CE11529C7

2.新建原理图文件

选菜单“File”一“New”，在弹出的“New-”对话框中选择“ Design Files” 的原理图文件编辑输入项“Block block diagram/schematic File"按"OK"后将打开原理图编辑窗。

如图，使用4 个 nand2 与非门，1 个 not 非门，2个输入管脚和2个输出管脚，并连线组成电路，然后保存在该目录下

3.编译

进行编译，若无错误则可进行下一步，若有错进行原理图修改。

查看硬件电路观察建造了电路是否正确：
点击【Tools】→【Netlist Viewers】→【RTL Viewer】。

4.仿真波形图

新建波形文件。如上面新建图形文件的方法，从“file”中选择“new”，然后从出现的对话框中选择“university program VWF”。
点击“OK”。

输入波形文件。在波形文件编辑器左端大片空白处双击，出现“insert node or bus”对话框，点击“node finder”按钮。如图。

然后在随后出现的“node finder”对话框中点击“list”按钮，则半加器中所有的输入输出引脚全部出现在对话框左边。再在该界面上点击“>>”，则把左边所有的端口都选择到右边，进入波形，如图。

编辑输入CLK，产生时钟信号


输入D随便设置几个低电平和高电平

将其保存

5.仿真测试

功能仿真

仿真结果如下（延迟了半个时钟周期）：

时序仿真

时序仿真，延迟了一个时钟周期。

四、调用D触发器进行仿真

1.创建一个新工程，同上

2.直接调用D触发器，元件名：dff

再添加输入和输出管脚。最终原理图如下：

3.保存编译

编译成功后，查看原理图是否正确

4.查看功能仿真和时序仿真的波形图

方法同上

5.功能仿真波形图（延时半个时钟周期）：

6.时序仿真波形图（延时一个时钟周期）：

五、使用verilog语言编写D触发器实现仿真

1.新建Verilog HDL 文件

编写代码

//dwave是文件名
module dwave(D,CLK,Q);
    input D;
    input CLK;
    output Q;

    reg Q;

    always @ (posedge CLK)//我们用正的时钟沿做它的敏感信号
    begin
        Q <= D;//上升沿有效的时候，把d捕获到q
    end
endmodule


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2.编译

编译成功后查看硬件电路图

3.仿真测试

延迟了半个周期

延迟一个周期

六、总结

三种方式的比较：

• 输入原理图能更清楚的了解D触发器的内部结构。
• 调用D触发器最方便，但无法清晰的看到D触发器的内部结构。
• 使用Verilog语言可以更好加强我们对D触发器的工作原理的理解。