数字式竞赛答器.doc

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1、EDA课程实践——数字式竞赛抢答器基本要求：（1）设计一个可容纳四组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮供抢答使用。抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一个抢答者外的按钮不起作用；（2）设置一个主持人“复位”按钮，主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，用指示灯显示抢答组别，扬声器发出2~3秒音响。（3）设置犯规电路，对提前抢答和超时答题（例如3分钟）的组别鸣笛示警，并由组别显示电路显示出犯规组别。（4）设置一个计分电路，每组开始预置10分，由主持人记分，答对一次加1分，答错一次减1分。一、

2、分析问题由上述基本要求可知，首先系统得有4个抢答按钮A、B、C和D。其次要有两个清零端：CLR1和CLR2，一个清除抢答声音，另一个清除抢答组别。而且还得有抢答计时模块和答题计时模块，分别对抢答和答题进行计时.另外还得有记分电路，给答完题的选手进行记分。系统结构图如下所示：由上述分析可得，整个系统得有抢答模块、抢答计时模块、答题计时模块。系统工作原理如下：首先主持人按下EN1，此时开始对抢答进行计时。四位选手开始抢答，如果有抢答，那么发出警报声音，并且显示相应的抢答组别，另外送出停止抢答计时信号，此时应该关掉

3、抢答计时电路。打开答题计时使能端，对答题进行计时，时间到时，会发出警报声。如果没人抢答，那么当抢答计时电路计时时间到时，会发出报警声音。当有人抢答后，主持人首先应该按下CLR2，清除抢答声音，答题完毕后，再按下CLR1，清除抢答组别，准备下一轮抢答。二、确定算法通过上述分析可知，抢答的关键在于锁存，即怎么样才可以在第一抢答信号送过来后，马上将其锁存，使其余的抢答信号再也不能起到任何的作用。也就是说，抢答组别上显示的应该是第一抢答信号。因此，一旦有抢答信号出现时，那么应该马上不执行任何操作，直接结束。因为锁存就

4、是保存原来的状态，让这个状态不要改变，所以就不能有任何的操作。而对于计时，由于采用倒计时，所以当个位减到0时，十位减1，个位变成9，然后个位再减1，到0时，再重复上述变化。三、程序框图1.抢答模块框图其中，states抢答组别sound抢答后声音报警qdxh送至抢答计时模块，有抢答，停止倒计时CLR1清除抢答组别statesCLR2清除sound、qdxh。2.倒计时框图其中，LL表示倒计时个位，HH表示倒计时十位，sound表示倒计时时间到时发出警报声音。四、时序仿真结果1.抢答模块2.抢答计时模块3.答题

5、计时模块4.加分模块抢答系统整体电路图：系统整体时序仿真图：抢答系统整体电路图中各个模块源程序：1.抢答模块（QD）LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYQDISPORT(clk:inbit;CLR1,clr2:INSTD_LOGIC;A,B,C,D:INSTD_LOGIC;--4个组sound:outbit;--qdxh:OUTSTD_LOGIC;states:OUTSTD_LOGIC_VECT

6、OR(3DOWNTO0));ENDENTITYQD;ARCHITECTUREoneOFQDISsignalcnt8:std_logic_vector(3DOWNTO0);signalcnt9,cnt10:std_logic;BEGINPROCESS(CLR1,clr2,A,B,C,D,cnt8,cnt9,cnt10)BEGINIFCLR1='1'THENcnt8<="0000";elsifclr2='1'thencnt9<='0';cnt10<='0';elsifcnt8/="0000"thennull;el

7、sifA='1'thencnt8<="0001";cnt10<='1';cnt9<='1';elsifB='1'thencnt8<="0010";cnt10<='1';cnt9<='1';elsifC='1'thencnt8<="0011";cnt10<='1';cnt9<='1';elsifD='1'thencnt8<="0100";cnt10<='1';cnt9<='1';--sound<=cnt9;endif;--endif;endprocess;process(cnt9)beginifcnt9='1'

8、thensound<=clk;elsesound<='0';endif;endprocess;states<=cnt8;--qdxh<=cnt10;ENDARCHITECTUREone;2.抢答计时模块（qdjs）libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityqdjsisport(clk1:in