数字抢答器课程设计

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1、课程设计说明书目录1引言12VHDL及QuartusII软件简介22.1关于EDA22.2关于VHDL22.3软件介绍33智力竞赛抢答器的设计与实现43.1抢答器的设计原理43.2抢答器各个模块的设计43.2.1抢答鉴别模块的设计43.2.2答题计时模块的设计63.2.3答题计分模块的设计73.2.4译码显示模块的设计83.3抢答器的总体实现94抢答器的硬件调试125总结13参考文献14附录1521课程设计说明书1引言随着科学技术的进步，电子器件和电子系统设计方法日新月异，在很多场合都要求公正的快速的裁决，例如体育竞技、证券、股票交易，以及各种智力竞赛等。智力竞赛作为一种生动活泼的教育形式和

2、方法引起观众和参与者极大的兴趣。无论是在学校、工厂、军队还是益智性电视节目,都会举办各种各样的智力竞赛,都会用到抢答器。当主持人针对某个问题提问时，选手们要经过抢答，而抢答时要先判断哪个组先按键。抢答到的选手回答问题时，一般都有时间限制，时间到了则会有警报提醒，若在限定的时间内正确回答了问题，则给该组进行加分，然后进行下一组的抢答。这就需要人们设计一种电路来实现此功能。抢答电路一般有很多模块组成，本课程设计介绍了一种实用的设计方法来实现抢答器的功能，具有很强的实用性与可行性。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器，但绝大多数是早期设计的，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品

3、。这部分抢答器已相当成熟，但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单（有的甚至没有显示电路），无法判断提前抢答的选手，不便于电路升级换代。本设计是基于VHDL设计的一个智力竞赛抢答器，尽量使竞赛达到真正的公正、公平、公开。基于EDA技术设计的电子抢答器，以其价格便宜、安全可靠、使用方便受到了人们的普遍欢迎。本文以现场可编程逻辑器件（FPGA）为设计载体，以硬件描述语言VHDL为主要表达方式，以QuartusⅡ开发软件设计的电子抢答器，具有抢答鉴别与锁存功能以及60秒答题限时功能。本次设计的目的就是在掌握EDA实验开发系统的初步使用基础上，了解EDA技术，了解并掌握VH

4、DL硬件描述语言的设计方法和思想，通过学习的VHDL语言结合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识，学习VHDL基本单元电路的综合设计应用。通过对智力竞赛抢答器的设计，巩固和综合运用所学课程，理论联系实际，提高设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。21课程设计说明书2VHDL及QuartusII软件简介2.1关于EDAEDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计

5、算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。现在对EDA的概念或范畴用得很广，包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。EDA工具软件可大致分为芯片设计辅助软件

6、、可编程芯片辅助设计软件、系统设计辅助软件等三类。目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件是系统设计软件辅助类和可编程芯片辅助设计软件：Protel、PSPICE、multiSIM10(原EWB的最新版本)、OrCAD、PCAD、LSIIogic、MicroSim，ISE，modelsim等等。这些工具都有较强的功能，一般可用于几个方面，例如很多软件都可以进行电路设计与仿真，同时还可以进行PCB自动布局布线，可输出多种网表文件与第三方软件接口。2.2关于VHDLVHDL是一种硬件描述语言，它可以对电子电路和系统的行为进行描述，基于这种描述，结合相关的软件工具，可以得到所期望的实际电路与系统。V

7、HDL的含义是VHSICHardwareDescriptionLanguage(VHSIC硬件描述语言)。VHSIC是VeryHighSpeedIntegratedCircuits的缩写，是20世纪80年代在美国国防部的资助下始创的，并最终导致了VHDL语言的出现。它的第一个规范版本为VHDL87，VHDL93是其后续的升级版本。VHDL是IEEE（InstituteofElectricalandElectr