毕业论文-基于fpga路抢答器说明书

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1、基于FPGA的多路数字抢答器的设计摘要：本文主要介绍了以FPGA为基础的八路数字抢答器的设计，首先对各模块的功能进行分配，此次设计主要有七个模块，依次为分频模块、抢答模块、加减分模块、倒计时模块、设置倒计时模块、蜂鸣器模块和数字显示模块。主持人按下开始键可以实现抢答开始，选手号的显示，加减分模块，积分的显示，积分的重置，并启动倒计时模块；若有选手犯规或者倒计时记到五秒，停止倒计时，开启蜂鸣器，并为进入加减分模块做准备。此次设计程序用QuartusII12.0为软件开发平台，用Verilog语言来编写，使用模块化编程思想，自上向下，通过寄存

2、器变量来控制各个模块的运行。本次设计采用FPGA来增强时序的灵活性，由于FPGA的I/O端口资源丰富，可以在此基础上稍加修改可以增加很多其他功能的抢答器，因此后期可塑性很强，因为核心是FPGA芯片，外围电路比较简单，可靠性强 、运算速度高，因此便于维护，并且维护费用低。关键词：FPGA、抢答器、倒计时、犯规报警、加减分、显示目录第一章绪论.................1第二章FPGA原理及相关开发工具软件的介绍32.1FPGA的简介.....32.1.1FPGA的发展与趋势.........32.1.2FPGA的工作原理及基本特点42

3、.1.3FPGA的开发流程...52.1.4FPGA的配置...62.2软件介绍...............72.2.1VerilogHDL的介绍....................7302.2.2QuartusII软件....................8第三章数字抢答器系统设计方案和主要模块113.1功能描述及设计架构......113.2抢答器程序流程图以及各模块代码分析133.2.1抢答器程序结构及主程序流程图133.2.2秒分频模块153.2.3倒计时以及倒计时剩5S时报警模块173.2.4倒计时显示及倒数计时设置显示

4、模块.....................203.2.5选手号显示及违规报警模块.............................263.2.6倒计时设置模块.......................................303.2.7顶层模块.............................................353.3硬件电路373.3．1按键电路图...........................383.3．2数码管显示电路图.....383.3．2蜂鸣器电路图...........

5、..............................39第四章管脚分配及功能...........................................40第五章总结...................41参考文献43第一章绪论1.1课题研究背景子标题用宋体小四号黑体30随着社会的发展，各种竞赛比赛日益增多，抢答器以它的方便快捷、直观反映首先取得发言权的选手等优点，深受比赛各方的辛睐，市场前景一片大好。另一方面随着电子科技的发展，抢答器的功能以及实现方式也越来越多，产品的可靠性以及准确性也越来越强。能够实现多路抢答器功

6、能的方式有很多种，主要包括前期的数字电路、模拟电路以及数字电路与模拟电路组合的方式，但是这种方式制作过程比较复杂，并且可靠性准确性不高，研发周期也比较长。目前对于抢答器的功能描述，如涵盖抢答器、选手答题计时、限时抢答以及犯规组号抢答器具有抢答自锁，暂停复位、电子音乐报声、灯光指示、自动定时等功能，还有工作模式的切换和时间设定，对于这些随着科学技术的发展，肯定还要得到进一步的改进。发展趋势一般都要趋向于智能化，并且设计更加合理化。1.2研究内容及意义通过抢答器的使用，可以在各类比赛中特别是抢答环节，直观明了的看出是哪一组抢到了题目，比起通过

7、肉眼来判断，更加的精确，同时也少了不必要的纷争，使得比赛更加的公平、公开、公正。抢答器的这些优点使得它在比赛中得以广泛的应用。抢答器经过发展从最初的只有几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手号码；到现在使用高速处理芯片和集成数字电路；从起初单片机到现在的ARM和FPGA，技术手段进一步成熟，同时技术的发展也为抢答器增加了很多更加贴近比赛的新功能，如选手号码显示、倒计时、选手得分显示等等。这类抢答器制作并不复杂，但是准确度和可靠性都比较可观，并且易于安装和维护。第二章FPGA原理及相关开发工具软件的介绍2.1FPGA

8、的简介2.1.1FPGA的发展与趋势现场可编程门阵列FPGA（Field－ProgrammableGateArray），它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是