EDA課程設(shè)計(jì)數(shù)字式競賽搶答器

1、課程 eda技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目 數(shù)字式競賽搶答器專業(yè) 電子信息工程 姓主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)可容納6組參賽的數(shù)字式搶答器，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)人按下?lián)尨鸢粹o時(shí)，其他組的按鈕不起作用。當(dāng)主持人按下“復(fù)位”按鈕，所有組的按鍵才可用?；疽螅?、設(shè)計(jì)一個(gè)可容納6組參賽的數(shù)字式搶答器，每組設(shè)一個(gè)按鈕，供搶答使用。2、搶答器具有第一信號(hào)鑒別和鎖存功能，使除第一搶答者外的按鈕不起作用。3、設(shè)置一個(gè)主持人“復(fù)位”按鈕。4、主持人復(fù)位后，開始搶答，第一信號(hào)鑒別鎖存電路得到信號(hào)后，有指示燈顯示搶答組別，揚(yáng)聲器發(fā)出2-3秒的音響。5、設(shè)置一個(gè)計(jì)分電路，每組開始預(yù)置100分，由主持人記分，答對(duì)一次

2、加10分，答錯(cuò)一次減10分。主要參考資料：1 潘松著.eda技術(shù)實(shí)用教程(第二版). 北京：科學(xué)出版社,2005.2 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分. 北京：高教出版社,2006.3 閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高教出版社,2003.完成期限 2011.3.11 指導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人 2011年 3月7日一、總體設(shè)計(jì)思想1.基本原理根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求可知，系統(tǒng)的輸入信號(hào)有：各組的搶答按鈕abcdef，系統(tǒng)清零信號(hào)clr，系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)clk，計(jì)分復(fù)位端rst，加分按鈕add，減分按鈕acc，系統(tǒng)的輸出信號(hào)有：六個(gè)組搶答成功與否的指示燈控制信號(hào)輸出口leda、ledb、ledc、ledd

3、、lede、ledf，六個(gè)組搶答時(shí)的搶答時(shí)的計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示控制信號(hào)若干，搶答成功組別顯示的控制信號(hào)若干，各組計(jì)分動(dòng)態(tài)顯示的控制信號(hào)若干。本系統(tǒng)應(yīng)具有的功能有：第一搶答信號(hào)的鑒別和鎖存功能；搶答計(jì)分功能；各組得分的累加和動(dòng)態(tài)顯示功能。根據(jù)以上分析，我們可將整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)主要模塊：搶答鑒別模塊qdjb；搶答計(jì)分模塊jfq；顯示譯碼模塊ymq。系統(tǒng)的工作原理如下：當(dāng)主持人按下使能端clr時(shí)，搶答器開始工作，abcdef六個(gè)搶答者誰先搶答成功則此選手的臺(tái)號(hào)燈（leda-ledf）將點(diǎn)亮，并且主持人前的組別顯示數(shù)碼將顯示出搶答成功者的臺(tái)號(hào)，揚(yáng)聲器發(fā)出2-3秒的音響。接下來主持人提問若回答正確，主持人按加

4、分按鈕add，若回答錯(cuò)誤，按減分按鈕acc，搶答計(jì)分模塊jfq將給對(duì)應(yīng)的組加分或者減分，并將組該的總分顯示在對(duì)應(yīng)的選手計(jì)分?jǐn)?shù)碼管上。完成第一輪搶答后，主持人清零，接著重新開始，步驟如上。2.設(shè)計(jì)框圖搶答啟動(dòng)選手搶答加減分顯示：搶答選手號(hào)選手得分蜂鳴器二、設(shè)計(jì)步驟和調(diào)試過程1、 總體設(shè)計(jì)電路2、 模塊設(shè)計(jì)和相應(yīng)模塊程序l 搶答鑒別模塊 rst states3.0clk2 tmps0s1s2s3s4s5 qdjblibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity qdjb isport(rs

5、t,clk2:in std_logic; s0,s1,s2,s3,s4,s5:in std_logic; states:buffer std_logic_vector(5 downto 0);tmp:out std_logic);end qdjb;architecture one of qdjb issignal st:std_logic_vector(5 downto 0);beginp1:process(s0,rst,s1,s2,s3,s4,s5,clk2)begin if rst=0 then tmp=0;st=0000; elsif clk2event and clk2=1 then

6、if (s0=1 or st(0)=1)and not( st(1)=1 or st(2)=1 or st(3)=1 or st(4)=1 or st(5)=1 ) then st(0)=1; end if ; if (s1=1 or st(1)=1)and not( st(0)=1 or st(2)=1 or st(3)=1 or st(4)=1 or st(5)=1) then st(1)=1; end if ; if (s2=1 or st(2)=1)and not( st(0)=1 or st(1)=1 or st(3)=1 or st(4)=1 or st(5)=1) then st

7、(2)=1; end if ; if (s3=1 or st(3)=1)and not( st(0)=1 or st(1)=1 or st(2)=1 or st(4)=1 or st(5)=1) then st(3)=1;if (s4=1 or st(4)=1)and not( st(0)=1 or st(1)=1 or st(2)=1 or st(3)=1 or st(5)=1) then st(4)=1; end if ; if (s5=1 or st(5)=1)and not( st(0)=1 or st(1)=1 or st(2)=1 or st(3)=1 or st(5)=1) th

8、en st(5)=1; end if ;tmp=s0 or s1 or s2 or s3 or s4 or s5;end if ;end process p1;p2:process(states(0),states(1),states(2),states(3) ,states(4),states(5) begin if (st=0000) then states=0000; elsif (st=0001) then states=0001;elsif (st=0010) then states=0010; elsif (st=0100) then states=0011;elsif (st=0

9、100) then states=0100; elsif (st=0101) then states=0101; elsif (st=1000) then states=0110; end if; end process p2;end one;搶答鑒別模塊用來準(zhǔn)確直觀地判斷a、b、c、d、e、f六組搶答者誰最先按下按鈕,并為顯示端送出信號(hào)，通過數(shù)顯和蜂鳴等途徑使觀眾能夠清楚地知道是哪一組搶答成功，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。同時(shí)組別顯示端為下一模塊輸入信號(hào)，以方便主持人為該組搶答成功者進(jìn)行加減分的操作。l 計(jì)分器模塊library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;u

10、se ieee.std_logic_unsigned.all;entity js isport(clk,rst,s,stop:in std_logic; warn:out std_logic; ta,tb:buffer std_logic_vector(3 downto 0);end js;architecture one of js issignal co:std_logic;beginp1:process(clk,rst,s,stop,ta) begin if rst=0 or stop=1 then ta=0000; elsif clkevent and clk=1 then co=0;

11、 if s=1 then if ta=0000 then ta=1001;co=1; else ta=ta-1; end if; end if; end if;end process p1;p2:process(co,rst,s,stop,tb) begin if rst=0 or stop=1 then tb=0010; elsif coevent and co=1 then if s=1 then if tb=0000 then tb=0011; else tbdout7dout7dout7dout7dout7dout7dout7dout7dout7dout7dout7=0000000;

12、end case; end process;end architecture art;在這個(gè)模塊中主要實(shí)現(xiàn)搶答過程中將bcd碼轉(zhuǎn)換成7段的功能。3、仿真及仿真結(jié)果分析l 搶答鑒別模塊仿真圖l 譯碼模塊仿真圖l 計(jì)分器模塊仿真圖3、 實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果搶答鑒別模塊：第一個(gè)按下鍵的小組，搶答信號(hào)判定電路lock通過緩沖輸出信號(hào)的反饋將本參賽組搶先按下按鍵的信號(hào)鎖存，并且以異步清零的方式將其他參賽組的鎖存器清零，組別顯示、計(jì)時(shí)和計(jì)分會(huì)保存到主持人對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清零操作時(shí)為止。當(dāng)ini=1時(shí)系統(tǒng)復(fù)位，使組別顯示信號(hào)g=0000，各組的指示燈信號(hào)a1=0，b1=0，c1=0，d1=0；當(dāng)ini=0，即低電平有效，

13、使其進(jìn)入搶答鑒別狀態(tài)，到clk的上升沿到來時(shí)，以a組搶答成功為例，當(dāng)輸入信號(hào)為a=1，b=0，c=0，d=0，輸出信號(hào)g=1000，a1=1，即為鑒別出a組搶答成功，同時(shí)屏蔽其他組的輸入信號(hào)，以免發(fā)生錯(cuò)誤。同理其他組別搶答成功也是這樣的鑒別過程。記分模塊為哪組進(jìn)行記分取決于鑒別模塊的輸入信號(hào)g，當(dāng)g=1000時(shí)表示a組最先搶答，則在此模塊中為a組記分，當(dāng)g=0100時(shí)表示b組最先搶答，則在此模塊中為b組記分，當(dāng)g=0010時(shí)表示c組最先搶答，則在此模塊中為c組記分，當(dāng)g=0001時(shí)表示d組最先搶答，則在此模塊中為d組記分。以a組為例來說明此模塊的設(shè)計(jì)，當(dāng)復(fù)位信號(hào)rst=1時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位且a組的分值顯示初始值，為100分。當(dāng)rst=0時(shí)，如果該組選手答題正確，則主持人按下加分鍵，即add=1，此時(shí)對(duì)該組進(jìn)行加分操作；如果該組選手答題錯(cuò)誤，則主持人按下減分鍵，即sub=1，此時(shí)對(duì)該組進(jìn)行減分操作。三、結(jié)論及心得體會(huì)通過這次對(duì)搶答器的設(shè)計(jì)和實(shí)踐，學(xué)到了很多的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)，而且學(xué)到了書本上沒有的東西，在調(diào)試中每修改一個(gè)小的錯(cuò)誤，自己心中的成就感就徒增。在這次設(shè)計(jì)，把理論與實(shí)踐信結(jié)合起來，在老師的