十六位数字抢答器[精选].doc

河南科技学院机电学院 EDA课程设计报告 题目：十六位数字抢答器 院 系： 专业班级：电气工程及其自动化101班 姓　　名： 学 号： 完成日期：2013年月 日抢答器对于我们大家来说都不陌生，它是用于很多竞赛场合，真正实现先抢先答，让最先抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 设计一个多路智力竞赛抢答器，抢答器同时供16位选手或者16个队伍在比赛时抢答之用，设置一个清除按键跟一个开关，主持人控制，抢答器要具备显示跟锁存功能，选手抢答后，要显示并锁存选手的编号直至主持人清楚为止。选手必须在限定的时间内抢答，若在规定时间内无人抢答，系统会发出警报并且不可再抢答。开始抢答时系统发出响声通知，并开始倒计时，同时显示所剩时间，选手抢答后，倒计时停止，显示选手编号跟所剩时间。 本次设计运用VHDL语言编写，按照要求设计可行方案，并利用Quartus II软件跟DE2开发板进行仿真、验证。与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。强大的行为描述能力是避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。VHDL丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟。 关键词：抢答器 ，VHDL，硬件描述，仿真优先，锁存，显示，分频，控制，清零，计数 引言 人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术必威体育精装版成果而研制成的电子CAD通用软件包。没有EDA技术的支持，想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的,但是面对当今飞速发展的电子产品市场，设计师需要更加实用、快捷的EDA工具，使用统一的集体化设计黄精，改变传统的设计思路，将精力集中到设计构想、方案比较和寻找优化设计等方面，需要以最快的速度，开发出性能优良、质量一流的电子产品，对EDA技术提出了更高的要求。未来的EDA技术将在仿真、时序分析、集成电路自动测试、高速印刷版设计及开发操作平台的扩展等方面取得新的突破，向着功能强大、简单易学、使用方便的方向发展。 传统的设计方法采用自底向上的设计方法，一般先按电子系统的具体功能要求进行功能划分，然后对每个子模块画出真值表，用卡诺图进行手工逻辑简化，画出相应的逻辑线路图，再据此选择元器件，设计电路板，最后进行实测与调试，由于无法进行硬件系统功能仿真，如果某一过程存在错误，查找和修改十分不便，所以这是一种费时、费力的设计方法,而现代电子设计技术(EDA)是自顶向下且先进高效的。在电子产品的设计理念、设计方式、系统硬件构成、设计的重用性、知识产权、设计周期等方面,EDA技术具有一定的优势。本次设计的抢答器抛弃了传统的设计方法，选择了采用主流的EDA技术进行设计。 智能竞赛抢答器是一种应用十分广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它都能客观、迅速地判断出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由三个三极管、可控硅、发光管等器件组成的，能通过发光管的指示辨认出选手号码。现在大多数智能抢答器都是由单片机或数字集成电路构成的，并且新增了许多功能，如选手号码显示，抢按前或抢按后的计时，选手得分显示等功能。 系统总体设计思想 本设计为十六路智能抢答器，所以这种抢答器要求有十六路不同组别的抢答输入信号，并能识别最先抢答的信号，抢答器共有三个输出显示，选手代号、计数器的个位和十位，它们输出全部为BCD码输出，这样便于和显示译码器连接。当主持人按下控制键、选手按下抢答键或倒计时到时蜂鸣器短暂响起。对回答问题所用的时间进行计时、显示、超时报警、预置答题时间，同时该系统还应有复位、倒计时启动功能。 依据系统的设计要求可知，系统的输入信号有：十六组的抢答按钮1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16十六个。系统清零信号QDJB，系统时钟信号CLK，计分复位端JFRST，计时预置数控制端LDN，计时使能端EN，计时预置数调整按钮TA、TB。系统的输出信号有：十六个组抢答成功与否的指示控制信号输出口LEDA,LEDB，LEDC，LEDD，十六组抢答时的计时控制显示信号若干，抢答成功组别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；抢答计时功能；组别显示功能；蜂鸣器提示功能。抢答开始时主持人按下抢答复位键（QDRST），系统进入抢答状态，计时模块输出初始信号给数码显示模块并显示出初始