基于vhd的四路抢答器的设计实现

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1、基于VHD的四路抢答器的设计实现摘要：VHDL是一种标准的硬件描述语言，是当今电子设计自动化(EDA)的核心技术，越来越多的硬件设计者使用VHDL描述数字系统。本文通过四路抢答器的设计实例，介绍了利用VHDL设计电路的流程和方法，突出了它与传统的电子电路设计方法相比较而表现出的优越性。关键词：EDA技术；数字系统；VHDL语言；抢答器；设计中图分类号：TP311文献标识码.•A文章编号:1009-3044(2015)09-0093-03Abstract：VHDLisastandardhardwaredescriptionl

2、anguage,isthecoreofthemodernelectronicdesignautomation(EDA)technology，moreandmoredesignersusingVHDLhardwaredescriptionnumbersystem.Inthispaper,bytheexampleofthedesignoffourwayresponder，introducestheprocessandmethodofVHDLcircuitdesign，highlightingitsadvantagesandel

3、ectroniccircuitdesignmethodofthetraditionalcomparisonshows.Keywords：EDAtechnology；Digitalsystem；VHDLlanguage；Responder；DesignEDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写，如今EDA技术己成为电子设计领域里一种重要的电子系统设计手段，通过EDA技术能够实现利用软件的方式来设计硬件系统。而传统的电子系统设计方案一般是选择具有固定功能的标准集成电路和分立元器件，构建

4、单元电路，最后将各单元电路连接在一起进行整机调试，从而实现系统功能。这种设计方法因其手工设计占有很大比重，调试工作也较复杂，故不便于进行复杂电路的设计与调试，例外，查找和修改电路中的错误也不方便，可移植性差，且只能在生产出样机后才能进行实测。而以EDA软件为平台，以VHDL硬件描述语言来编程设计数字系统，只需要经过设计输入、项目编译、项目校验、项目编程配置四步，在这四步中只有设计输入过程由设计者完成，其他三步则采用EDA软件平台自动完成，且在设计的各个阶段均可用计算机仿真验证，这样极大地简化了设计的工作量，缩短了系统开发周

5、期，提高了工作效率。目前，硬件描述语言以VHDL、VerilogHDL最为流行，它们都是IEEE的标准语言。我国以VHDL作为电子设计自动化硬件描述语言的国家标准。VHDL进行复杂电路设计时，往往采用自顶向下结构化的设计方法，先对整个系统进行方案设计，按功能划分成若干单元模块，然后对每个单元模块进一步细分编程。在程序结构上，VHDL包含实体和结构体两个基本部分，完整的VHDL结构还包括配置、程序包和库。下面介绍基于VHDL的简易四路抢答器的设计过程。1系统功能与要求抢答器可容纳四组参赛者同时抢答，每组设置一个按钮供抢答者使

6、用。抢答器设置使能端（即主持人发出抢答开始指令端），当此信号有效时，如参赛者按下抢答开关，抢答器判断第一抢答者并指示该组抢答成功，其他组抢答开关失效，若提前抢答，发出警报。系统具有清零功能。当清零端有效时，抢答器对前一轮抢答的判断清零，恢复为初始状态。2系统的设计分析根据系统要求，我们需要设置四个按钮分别为a，b,c,d作为抢答器的四组输入信号，当按钮按下时其值对应为“1”表示有抢答信号，否则无抢答信号，示其编号，同时对应的指示灯亮。a，b，d为标准逻辑类型，抢答成功者用数码管显根据系统要求我们还需要设置主持人抢答开始指令

7、按钮G，当按钮按下其值为“1”，表明可以开始抢答，提前抢答则报警信号False为“1”发出报警。清零按钮K，按下时其值为“1”，系统清零。3系统的设计与实现我们在MAX+plussll的环境中进行本任务的设计，MAX+plussll是美国ALtera公司提供的FPGA、CPLD开发集成环境，其界面友好，使用便捷，被誉为业界最易用易学的EDA软件。其对电子系统进行设计的第一步就是设计输入，这里我们采用VHDL硬件描述语言输入。硬件描述语言逻辑描述能力强，在描述复杂设计时，非常简洁，具有很强的逻辑描述和仿真功能。3.1VHDL

8、的实体设计一个VHDL程序必须包括实体(ENTITY)和结构体(ARCHITECTURE)，设计实体是用来定义电路模块或系统的外部输入输出端口，描述它与其他部分(模块)之间的连接关系，这一部分如同是一个“黑匣子”，描述时并不需要考虑电路内部的性能和具体工作。根据本设计的要求及分析，本设计的实体部分定义输