基于vhdl语言的16位抢答器

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1、EDA技术实用教程期末设计报告用VHDL实现抢答器设计专业班级：电气工程及其自动化102姓名：m宝举时间：2012/12/30学号：2010034420116路抢答器摘要：抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但是抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。作为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少,往往因长期存放使抢答器损坏，若再购置一台新的就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。本设计是以16路抢答器为基本概念。从实际应用出发，利用电子设计自动化(EDA)技术，和可编程逻辑

2、器件设计具有扩充功能的抢答器。该抢答器的设计利用QuartusII完成了原理图设计、利用VHDL语言完成了控制主电路设计，具有数码管显示电路、编码译码电路及信号锁存电路功能，。关键词：抢答器硬件描述语言仿真1引言当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，如果要是让抢答者用举手方式来抢答，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平。比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一位抢答者，这就要有一种抢答设备作为裁判员，这就必然离不开抢答器。随着科技的发展，现在的抢

3、答器有着数字化，智能化的方向发展,EDA技术的应用给电子产品的开发带来了一次革命使电子产品的设计变得简单。EDA技术是随着集成电路和计算机技术的飞速发展应运而生的一种髙级、快速、有效的电子设计自动化工具。EDA工具是以计算机的硬件和软件为基本工作平台，集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、优化理论等多学科最新成果研制的计算机辅助设计通用软件包。EDA是电子设计技术的发展趋势，是现代电子设计技术的核心。利用EDA工具可以代替设计者完成电子系统设计中的大部分工作。2总体设计方案抢答器同时供16名选手或16个代表队比赛，分别用8个按钮[ml]〜[

4、ml6]o设置一个系统清除和抢答控制开关Reset,该开关由主持人控制。抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，数码管显示选手号码。其他人再按键，系统进行了优先锁存,不再响应，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止，下一次抢答开始。2.1设计思路图1抢答器的工作流程抢答器的工作流程如图1所示：主持人按键、LED灯亮，选手开始抢答，某位选手按键抢答，LED灯灭，数码显示管显示选手号码，抢答结束后由主持人按下复位键，下一轮抢答开始。其中抢答器的基本工作原理:在抢答竞赛或呼叫时,有多个信号同时或不同时送入主电路中，抢答器内部

5、的寄存器工作，并识别、记录第一个号码，其他选手抢答无效，在整个抢答器工作过程中，显示电路等还要根据现场的实际情况向外电路输出最优先的信号，数码显示管显示出抢答成功选手的号码。2.2总体设计框图图2系统结构框图3设计原理分析八路抢答器有八个按键及一个主持人开始按键，总共有9个按键,当每一位选手按下键时都有唯一的八位二进制数与之对应，将这八位数分别编成二进制的1到8。3.1各模块程序与仿真图下面图3是生成的编码组件元器件图形。接口：clr主持人输入信号，q[16..1]八位选手输入信号，m[5..0]——编码输出信号，en——提示输出信号。在Quar

6、tusII软件中进行仿真后，得到仿真时序图如图41.0s2.0s30s40s50s60s70s1180s90s沪q81沪q71lt-q61沪q511—q31fihq21沪ql1i^-clr11HFF5rF图4编码组件仿真波形图由图4知，clr为髙电平时，en输出为髙电平，同时如果当ql至ql6有低电平时，cm输出为低电平。同时编码出输入的信号。3.2锁存部分每一位选手按下按键后，当松开手是需要一个锁存器将输入的信号锁存，即当主持人按下键时锁存输入信号。下面图5是生成的锁存组件元器件图形。接口：clr主持人输入信号，s[16・・1]选手输入信号，q

7、[16..1]锁存输出信号。图5锁存组件器件图在QuartusII软件中进行仿真后，得到仿真时序图如图6qclrac1F■ts80mJ—s71s60s51rns40mJ—s30s20s10q80q70q60q50「pq40q30q20q101000ns200.0ns3000ns4000ns图6锁存组件器仿真波形图由图6知，clr为低电平时，输出为高电平，clr为高电平时，锁存器开始锁存输入的信号，符合锁存要求。3.3抢答亮灯部分为了让选需要手看到主持人是否按下键，一个指示灯显示主持人是否按下键，当主持人按键按下时led灯亮，否则熄灭。接口：elk

8、外部时钟信号，en——提示输入信号,soundlled灯输出信号。1enti1elksound1■■•■■•■■1en■■■■■■■■■