四路抢答器报告

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1、硬件描述语言课程设计报告课题名称四路抢答器学生姓名王光陛学号1107010322学院应用科学学院专业班级电科11-3班完成地点新主楼C903完成时间2013年12月18日星期三指导教师王建民评阅意见：哈尔滨理工大学电子科学与技术系摘要VerilogHDL本身是一门比较复杂的语言，语法结构丰富。在王老师所教书中介绍了基于VerilogHDL的数字设计的基本原理和方法，重点是电路设计。为更好的将所学VerilogHDL语言的理论知识与实际应用结合起来，学会分析、解决实际的数字电路问题，锻炼独立进行某些数字应用系统的开

2、发设计工作能力，我们在老师的指导下完成了此次项目设计。本设计题目为四路抢答器电路，用VerilogHDL语言编写软件实现四路抢答功能。裁判发出开始信号后抢答有效（裁判使用拨码开关），一人抢答成功后其他人抢答无效直至裁判复位此状态后方可继续抢答（选手使用按键），同时使用数码管显示出选手的编号。四路抢答器电路设计的主要问题在于如何实现各个模块的正确分配，进而使设计出的电路更加符合要求。为了使各个模块能够正确分配，在程序开始设计之前，必须反复推敲本组的设计方案并设计好各个模块的方框图。根据实验题目要求并进行电路的仿真，

3、电路的设计应包括2个模块，即实例化模块和抢答模块。此次设计四路抢答器电路的目的就是让同学们在学习VerilogHDL理论的基础上，通过对题目要求的分析进一步实现实际电路的设计，使我们不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对分析、解决实际的数字电路问题进一步加深认识，为今后能够独立进行某些数字应用系统的开发设计工作打下一定的基础。【关键词】VerilogHDL，四路抢答器，模块，数码管显示，电路设计第一部分系统的设计1.1、设计要求（1）裁判发出开始信号后抢答有效。（2）设选手及裁判按钮，选手使

4、用按键，裁判使用拨码开关。（3）一人抢答成功后，其他人再抢答无效，裁判复位此状态后方可继续抢答。（4）使用数码管显示选手的编号。1.2、设计目标（1）我们在课本上学习了相关的基础知识，所以需要进一步对实际题目进行程序编写，以巩固所学知识，还可以发现自身不足。（2）程序编好后还需要在实验室调试电路，观察实验现象，进一步熟悉相关仪器设备的使用。（3）通过完成四人抢答器电路设计，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对分析、解决实际的数字电路问题进一步加深认识，为今后能够独立进行某些数字应用系

5、统的开发设计工作打下一定的基础。（4）培养综合运用知识和独立开展实践创新的能力。（5）规范化训练学生撰写技术研究报告，提高书面表达能力。1.3、设计方法（1）仔细阅读课程设计题目要求，思考实现电路所需知识以及方法。（2）遇到本组内解决不了的问题，及时和其他小组交流或询问老师。（3）将任务分成若干模块，查阅相关论文资料，分模块调试和完成任务。（4）通过完成该项任务，总结所学知识。1.4、实验设计结果（1）对所写程序进行编译无误。（2）在实验室对电路进行引脚分配和仿真，通过DE2开发板观察实验现象。（3）裁判发出开始

6、信号后抢答有效。（4）一人抢答成功后，其他人再抢答无效，裁判复位此状态后方可继续抢答。（5）使用数码管显示选手的编号。第二部分实验设计部分2.1、设计概述本次课程设计的四路抢答器要求实现以下功能，即裁判发出开始信号后抢答有效，设裁判及选手按钮，裁判使用拨码开关而选手使用按键。一人抢答成功后，其他人再抢答无效，裁判复位此状态后方可继续抢答，使用数码管显示选手的编号。抢答器的核心部分为巧妙地利用D触发器的反馈，在检测到第一个上升沿时将按键（未按下时接低电平）接入的与门锁住，以保证与门只有一个上升沿输出，从而实现“最先

7、按下按键的选手抢答成功，此后其他人抢答无效”。在与门输出上升沿的同时检测按键，用来确定是哪个选手抢答，用寄存器存储抢答选手的信息，最后数码管显示出抢答选手的编号。裁判对当时状态复位，则抢答重新开始，其原理同上。本设计要求采用DE2开发板设计并完成四路抢答器的设计，设计中采用DE2开发板上的开关及按键模拟裁判及选手的按键，通过七段显示译码器显示出选手编号的数码管。根据以上设计要求及分析，设计出系统输入输出信号如下表所示。信号名称类型描述实现reset输入复位端，若有效，则输出清零SW[1]clk输入时钟信号，上升沿

8、触发CLOCK_50a输入选手抢答按键，表示编号为1的选手KEY[0]b输入选手抢答按键，表示编号为2的选手KEY[1]c输入选手抢答按键，表示编号为3的选手KEY[2]d输入选手抢答按键，表示编号为4的选手KEY[3]HEX输出数码管，用于显示四位选手的编号HEX0en输入使能信号SW[0]q内部信号第一个选手选择后进行封存state_reg内部信号电路的当前状态sta