EDA课程设计数字式竞赛抢答器

1、课程 eda技术课程设计题目 数字式竞赛抢答器专业 电子信息工程 姓主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个可容纳6组参赛的数字式抢答器，当第一个人按下抢答按钮时，其他组的按钮不起作用。当主持人按下“复位”按钮，所有组的按键才可用。基本要求：1、设计一个可容纳6组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。2、抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。3、设置一个主持人“复位”按钮。4、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，有指示灯显示抢答组别，扬声器发出2-3秒的音响。5、设置一个计分电路，每组开始预置100分，由主持人记分，答对一次

2、加10分，答错一次减10分。主要参考资料：1 潘松著.eda技术实用教程(第二版). 北京：科学出版社,2005.2 康华光主编.电子技术基础 模拟部分. 北京：高教出版社,2006.3 阎石主编.数字电子技术基础. 北京：高教出版社,2003.完成期限 2011.3.11 指导教师 专业负责人 2011年 3月7日一、总体设计思想1.基本原理根据系统设计要求可知，系统的输入信号有：各组的抢答按钮abcdef，系统清零信号clr，系统时钟信号clk，计分复位端rst，加分按钮add，减分按钮acc，系统的输出信号有：六个组抢答成功与否的指示灯控制信号输出口leda、ledb、ledc、ledd

3、、lede、ledf，六个组抢答时的抢答时的计时数码显示控制信号若干，抢答成功组别显示的控制信号若干，各组计分动态显示的控制信号若干。本系统应具有的功能有：第一抢答信号的鉴别和锁存功能；抢答计分功能；各组得分的累加和动态显示功能。根据以上分析，我们可将整个系统分为三个主要模块：抢答鉴别模块qdjb；抢答计分模块jfq；显示译码模块ymq。系统的工作原理如下：当主持人按下使能端clr时，抢答器开始工作，abcdef六个抢答者谁先抢答成功则此选手的台号灯（leda-ledf）将点亮，并且主持人前的组别显示数码将显示出抢答成功者的台号，扬声器发出2-3秒的音响。接下来主持人提问若回答正确，主持人按加

4、分按钮add，若回答错误，按减分按钮acc，抢答计分模块jfq将给对应的组加分或者减分，并将组该的总分显示在对应的选手计分数码管上。完成第一轮抢答后，主持人清零，接着重新开始，步骤如上。2.设计框图抢答启动选手抢答加减分显示：抢答选手号选手得分蜂鸣器二、设计步骤和调试过程1、 总体设计电路2、 模块设计和相应模块程序l 抢答鉴别模块 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;抢答鉴别模块用来准确直观地判断a、b、c、d、e、f六组抢答者谁最先按下按钮,并为显示端送出信号，通过数显和蜂鸣等途径使观众能够清楚地知道是哪一组抢答成功，是整个系统的核心部分。同时组别显示端为下一模块输入信号，以方便主持人为该组抢答成功者进行加减分的操作。l 计分器模块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;在这个模块中主要实现抢答过程中将bcd码转换成7段的功能。3、仿真及仿真结果分析l 抢答鉴别模块仿真图l 译码模块仿真图l 计分器模块仿真图3、 实验调试结果抢答鉴别模块：第一个按下键的小组，抢答信号判定电路lock通过缓冲输出信号的反馈将本参赛组抢先按下按键的信号锁存，并且以异步清零的方式将其他参赛组的锁存器清零，组别显示、计时和计分会保存到主持人对系统进行清零操作时为止。当ini=1时系统复位，使组别显示信号g=0000，各组的指示灯信号a1=0，b1=0，c1=0，d1=0；当ini=0，即低电平有效，

13、使其进入抢答鉴别状态，到clk的上升沿到来时，以a组抢答成功为例，当输入信号为a=1，b=0，c=0，d=0，输出信号g=1000，a1=1，即为鉴别出a组抢答成功，同时屏蔽其他组的输入信号，以免发生错误。同理其他组别抢答成功也是这样的鉴别过程。记分模块为哪组进行记分取决于鉴别模块的输入信号g，当g=1000时表示a组最先抢答，则在此模块中为a组记分，当g=0100时表示b组最先抢答，则在此模块中为b组记分，当g=0010时表示c组最先抢答，则在此模块中为c组记分，当g=0001时表示d组最先抢答，则在此模块中为d组记分。以a组为例来说明此模块的设计，当复位信号rst=1时，系统复位且a组的分值显示初始值，为100分。当rst=0时，如果该组选手答题正确，则主持人按下加分键，即add=1，此时对该组进行加分操作；如果该组选手答题错误，则主持人按下减分键，即sub=1，此时对该组进行减分操作。三、结论及心得体会通过这次对抢答器的设计和实践，学到了很多的东西，不仅巩固了以前所学的知识，而且学到了书本上没有的东西，在调试中每修改一个小的错误，自己心中的成就感就徒增。在这次设计，把理论与实践信结合起来，在老师的