// D Latch 模組
// 用於保存警報狀態
module d_latch (
input wire D, // D 輸入信號
input wire enable, // 使能信號
output reg Q // Q 輸出信號
);

always @ (D or enable) begin
if (enable) begin
Q <= D; // 當使能信號為高時，將 D 傳送到 Q
end
end
endmodule

// 居家安防系統模組
// 包含兩種警報：不明入侵和火災
module home_security_system (
input wire intrusion_detected, // 偵測到不明入侵信號
input wire fire_detected, // 偵測到火災信號
input wire reset_alarm, // 解除警報信號
input wire clk, // 時脈信號
output wire intrusion_alarm, // 不明入侵警報輸出
output wire fire_alarm // 火災警報輸出
);

// 宣告兩個 D Latch 的信號
wire intrusion_latch_output;
wire fire_latch_output;

// 實例化 D Latch 模組來記錄不明入侵狀態
d_latch intrusion_latch (
.D(intrusion_detected), // 當偵測到入侵時，D 輸入為 1
.enable(~reset_alarm), // 當解除警報信號為低時，D Latch 會記錄入侵狀態
.Q(intrusion_latch_output) // 記錄入侵狀態
);

// 實例化 D Latch 模組來記錄火災狀態
d_latch fire_latch (
.D(fire_detected), // 當偵測到火災時，D 輸入為 1
.enable(~reset_alarm), // 當解除警報信號為低時，D Latch 會記錄火災狀態
.Q(fire_latch_output) // 記錄火災狀態
);

// 根據 D Latch 的輸出來觸發警報
assign intrusion_alarm = intrusion_latch_output; // 不明入侵警報
assign fire_alarm = fire_latch_output; // 火災警報

endmodule

// 測試平台（Testbench）模組
// 模擬不明入侵、火災以及解除警報的情況
module test_home_security_system;

reg intrusion_detected; // 模擬不明入侵偵測信號
reg fire_detected; // 模擬火災偵測信號
reg reset_alarm; // 模擬解除警報信號
reg clk; // 時脈信號
wire intrusion_alarm; // 不明入侵警報輸出信號
wire fire_alarm; // 火災警報輸出信號

// 實例化居家安防系統
home_security_system security (
.intrusion_detected(intrusion_detected),
.fire_detected(fire_detected),
.reset_alarm(reset_alarm),
.clk(clk),
.intrusion_alarm(intrusion_alarm),
.fire_alarm(fire_alarm)
);

// 時脈產生
always begin
#5 clk = ~clk; // 每 5 單位時間反轉一次時脈
end

// 測試序列
initial begin
// 初始化信號
clk = 0;
intrusion_detected = 0;
fire_detected = 0;
reset_alarm = 0;

// 模擬偵測到不明入侵
#10 intrusion_detected = 1; // 偵測到不明入侵
#10 intrusion_detected = 0; // 入侵結束

// 模擬偵測到火災
#10 fire_detected = 1; // 偵測到火災
#10 fire_detected = 0; // 火災結束

// 模擬解除警報
#10 reset_alarm = 1; // 解除警報
#10 reset_alarm = 0; // 完成解除

// 再次偵測不明入侵
#10 intrusion_detected = 1; // 偵測到不明入侵
#10 intrusion_detected = 0; // 入侵結束
end

// 監測警報輸出
initial begin
$monitor("At time %0t, intrusion_alarm = %b, fire_alarm = %b", $time, intrusion_alarm, fire_alarm);
end

endmodule