六人抢答器设计报告

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1、湖南人文科技学院课程设计报告课程名称：VHDL语言与EDA课程设计设计题目：六人抢答器系别：通信与控制工程系专业：电子信息工程班级：电子信息二班学生姓名:鄢卫张幸学号:0840922808409226起止日期:2011年06月14日~2011年06月26日指导教师:姚毅教研室主任：侯海良18指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩评定项目权重成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任签字：年月日18摘要本次设计在EDA开发平台QUART

2、USⅡ6.0上利用VHDL语言设计六人抢答器电路。电路中设有六个抢答键，可供六人同时抢答；我们利用一个二十进制计数器,将其输入频率设定为一赫兹,成功实现了二十秒倒计时的功能；我们利用VHDL语言中的IF和CASE语句结合空操作语句NULL实现开始抢答与超前抢答的区别；各个模块配以一时钟频率由蜂鸣器输出可实现抢答成功、超前抢答犯规、超时抢答等各种情况的报警效果；本设计采用的是杭州康芯电子有限公司生产的GW48系列/SOPC/EDA实验开发系统，FPGA目标芯片型号为Altera公司的Cyclone系列中的EPIC6Q240C8。芯片配置成功后锁定引脚下载即可进行硬

3、件测试：选择实验电路结构图NO.5，使CLK1与CLKOCK5相接(接受1024Hz时钟频率)，CLK与CLOCK0相接(接受1Hz时钟频率)，报警输出接SPEAK，六位选手分别对应实验箱上的1～6键，键7为抢答开始键，当其未按下就进行抢答则为超前犯规，按下后二十秒倒计时开始，选手进行抢答，按实验箱上的复位键则可重新开始下一轮的抢答。关键词：六人抢答器；数码显示；信号封锁；犯规报警。18目录设计要求11总体设计方案论论证与对比11.1方案一11.2方案二12顶层电路VHDL程序设计23单元模块程序设计53.1二十秒倒计时模块53.2抢答成功选手按键模块63.3超

4、前抢答犯规模块73.4抢答成功报警模块114六人抢答器电路系统仿真及功能分析与调试124.1分立模块的仿真124.2总体设计模块的仿真145实验设备和器件156引脚锁定和下载硬件测试及实验结果156.1引脚锁定156.2下载和硬件测试及实验结果167参考文献178心得体会17附录1818六人抢答器设计要求抢答台数为6；具有抢答开始后20秒倒计时，20秒倒计时后六人抢答显示超时，并报警；能显示超前抢答台号并显示犯规报警；系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答按键按下，该路抢答信号将其余各路抢答信号封锁，同时铃声响起,直至该路按键松开,显示牌显示该路抢答台号。1总体设

5、计方案论论证与对比1.1方案一该方案方框图如图1：二十秒倒计时模块数码管蜂鸣器锁存器模块抢答鉴别模块按键输入图1方案一方框图在该方案中，由二十秒倒计时模块、抢答鉴别模块、锁存器模块等模块组成[3]。蜂鸣器和数码管分别起报警和显示台号的作用。但该方案中的数码管显示是由七段显示器的形式来显示台号的，由于实验箱电路结构与按键数目的限定，使得我们没有采用该方案。1.2方案二该方案方框图如图2：18图2方案二方框图抢答成功按键判别模块蜂鸣器抢答报警模块数码管超前抢答判别模块译码器二十秒倒计时模块按键输入此方案中整个电路主要由超前抢答判别模块、二十秒倒计时模块、抢答成功按键

6、模块、抢答报警模块四个模块组成[4]。其台号的显示都是将信号送入译码器译码之后再由数码管显示出来，结合前面六位选手的按键及开始键可得实验箱上模式5的电路结构满足硬件测试的要求。所以我们选定该方案来进行我们这次的课程设计。2顶层电路VHDL程序设计顶层电路VHDL程序如下USEieee.std_logic_1164.all;LIBRARYwork;ENTITYjinaghuISport(rst:INSTD_LOGIC;--抢答开始键clk:INSTD_LOGIC;--计数器时钟输入clk1:INSTD_LOGIC;--蜂鸣器时钟输入AIN:INSTD_LOGIC_

7、VECTOR(6downto1);--选手按键speak:OUTSTD_LOGIC;--蜂鸣器cout:OUTSTD_LOGIC;--超时抢答报警shuma:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3downto0);--抢答成功显示台号数码管shuma1:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3downto0);shuma2:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3downto0);shuma3:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3downto0);18shuma4:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3downto0);shuma5:OUTST

8、D_LOGIC_VECT