基于cpld的智力竞赛抢答器

《基于cpld的智力竞赛抢答器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、湖南工程曇院课程设计课程名称嵌入式系统课题名称基于CPLD的智力竞赛抢答器专业电子信息工程班级学号姓名李科峰指导教师2010年12月16H湖南工程学院课程设计任务书课程名称：数入式姿俊题目：基孑CPLD的雪力交鑒施答器专业班级：电子信息0881李科峰陈爱萍学生姓名:指导老师:审批:任务书下达日期2010年12月5日设计完成日期2010年12月16日设计内容与设计要求CPLD为复杂可编程逻辑器件，通过EDA技术对其进行编程，可将一个较复杂的数字系统集成于一个芯片中，制成专用集成电路芯片，并可随时在系统修改其逻辑功能。有关知识可参见相关教材或参考书。一.设计内容1.设计一智力竞赛抢答

2、器，可同时供8名选手参加比赛。2.给节目主持人设置一个控制开关，控制系统清零和抢答开始。3.抢答器具有锁存功能和显示功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手编号，同时扬声器响，禁止其他选手抢答。4.抢答器具有抢答定时功能，时间由主持人确定。5.参赛选手在设定的时间内抢答有效，定时器停止工作。6.如果定时时间到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警，并封锁输入电路，禁止超时抢答，定时器显示00o7.为每组设计一个计分电路，0〜999分，可加分，也可减分。二、设计要求：1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、设计各单元电路，完成其功能仿真和编译并生

3、成低层模块;3、完成顶层设计并编译通过；4、完成设计下载并调试电路；5、写出设计报告；主要设计条件1.提供EDA实验室；2.提供EL实验箱和CPLD芯片;3.提供设计软件说明书格式1.课程设计封面；2.任务书；3.说明书冃录；4.设计总体思路，基本原理和框图（顶层电路图）;5.单元电路设计（各次级模块电路图）；6.设计仿真；7.编程下载；8.总结与体会；9.附录；10.参考文献。进度安排星期一、二：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；查找资料，确定总体设计方案和单元电路设计；星期三〜第二周星期一：单元电路设计与仿真，硬件下载;第二周星期二、三：硬件下载；第二星期四、五：书写设计报

4、告，打印相关图纸；答辩参考文献1.康华光主编.电子技术基础（数字部分），高等教育出版社。2.阎石主编.电子技术基础（数字部分），清华大学出版社。3.陈大钦主编，电子技术基础实验，高等教育出版社。4.彭介华主编，电子技术课程设计指导，高等教育出版社。5.张原编著，可编程逻辑器件设计及应用，机械工业出版社。6.荀殿栋，徐志军编著，数字电路设计实用手册，电子工业出版社。7.刘洪喜，陆颖编著.VHDL电路设计实用教程清华大学岀版社目录总体思路1各级模块设计1抢答启动模块1按键识别子模块2倒计时子模块4选手抢答模块7单个选手按键子模块8判断抢答选手子模块9加减分模块11组别判断子模块12加

5、减及寄存器子模块14分数选择输出模块17显示模块19蜂鸣器模块21总系统实现22调试步骤23总结与体会25附录27评分表28—、总体思路对CPLD编程，采用自顶向下的方法。其原理是根据所要设计的系统功能，将整个系统划分成儿个主要模块，再将每个模块细分成儿个子模块，直到最底层的小模块容易编程实现为止。只需对底层元件编程实现，最后将各模块连接起来组成所需的系统。对于一个抢答器系统，可将其分为五个模块：选手抢答模块、抢答启动模块、加减分模块、显示模块、蜂鸣器控制模块，如图1所示。图1总体框图其屮抢答启动模块具有启动抢答及启动定时功能，输出使能信号给选手识别模块，以及抢答剩余吋间给显示模

6、块；选手识别模块完成锁存抢答信号的功能，并输出选手号给显示模块；加减分模块储存各选手分数，并将成功抢答的选手的分数进行加减后送显示模块显示；蜂鸣器对抢答成功以及超时鸣声报警；显示模块对输入的数据进行显示。二、各级模块设计K抢答启动模块启动模块除了有启动的功能外，还要有启动定时的功能。定吋吋间分为5秒和20秒两种，需要设置两个按键对应两种限时抢答。为此，将本模块再划分为2个子模块，一个模块完成按键识别的功能，根据主持人按下的键不同，输出不同的定吋初值，及置数信号；另一模块在置数信号有效的情况下，读入定时初值，并开始进行减1操作,即倒计时功能。D按键识别子模块—CLK1B—START

7、5A—STAR20—RSTS_FLAG图2按键识别子模块如图2所示。按键的识别即对输入信号进行电平变化检测，电平发生跳变就认为是键被按下。但VHDL程序中一个结构体内不能同时对两个信号进行电平跳变的检测，所以对本模块的程序设计采用状态机来实现，并使用统一的时钟信号来扫描按键的电平状态。对START5和START20两个按键定义三种状态，STARTS按下为ST1状态，此时两个按键“START5&START20”输入电平为“01”；START20按下为ST2状态，此吋电平为“10”；