基于vhdl智力竞赛抢答器设计说明书

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1、长沙理工大学《计算机组成原理》课程设计报告毛俊学院计算机与通信工程专业网络工程班级网络工程08-02学号200858080214学生姓名毛俊指导教师蔡烁课程成绩完成日期2010年12月31日16课程设计任务书计算机与通信工程学院计算机科学与技术专业课程名称计算机组成原理课程设计时间2010～2011学年第一学期17～18周学生姓名毛俊指导老师蔡烁题目基于单片机水温控制系统主要内容：使用EDA技术并用VHDL语言来设计一个智力竞赛抢答器,从而达到熟练掌握VHDL。要求：（1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应课题的背景

2、、意义及现状研究分析。（2）通过课题设计，掌握计算机组成原理的分析方法和设计方法。。（3）学按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计和实验结果。（4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。应当提交的文件：（1）课程设计报告。（2）课程设计附件（主要是源程序）。课程设计成绩评定16学院计算机通信工程专业网络工程班级网络08-02班学号200858080214学生姓名毛俊指导教师蔡烁课程成绩完成日期2010年12月31日指导教师对学生在课程设计中的评价评分项目优良中

3、及格不及格课程设计中的创造性成果学生掌握课程内容的程度课程设计完成情况课程设计动手能力文字表达学习态度规范要求课程设计论文的质量指导教师对课程设计的评定意见综合成绩指导教师签字年月日16基于VHDL的智力竞赛抢答器学生：毛俊指导老师：蔡烁摘要：EDA技术作为现代电子设计最新技术的结晶，其广阔的应用前景和深远的影响已毋庸置疑，它在信息工程类专业中的基础地位和核心作用也逐渐被人们所认识。许多高等学校开设了相应的课程，并为学生提供了课程设计、综合实践、电子设计竞赛、毕业设计、科学研究和产品开发等EDA技术的综合应用实践环节。相关的工

4、程技术人员也特别重视学习EDA技术，并渴望提高其工程应用能力。  对于迅猛发展的EDA技术的综合应用，从EDA技术的综合应用系统的深度来分，可分为3个层次：①功能电路模块的设计；②算法实现电路模块的设计；③片上系统/嵌入式系统/现代DSP系统的设计。  从EDA技术的综合应用系统的最终主要硬件构成来分，已出现6种形式：  ①CPLD/FPGA系统；②"CPLD/FPGA+MCU"系统；③"CPLD/FPGA+专用DSP处理器"系统；④基于FPGA实现的现代DSP系统；⑤基于FPGA实现的SOC片上系统；⑥基于FPGA实现的嵌入

5、式系统。  从EDA技术的综合应用系统的完善层次来分，可分为3个层次：①"EDA综合系统"主体电路的设计、仿真及硬件验证；②"EDA综合系统"主体电路的设计、仿真、硬件验证+系统外围电路PCB的设计与制作；③"EDA综合系统"主体电路的设计、仿真、硬件验证+系统整体电路PCB的设计与制作及系统的组装、调试。关键词：EDA、抢答器、电路设计、程序设计、仿真、嵌入式系统16目录1引言61.1智力竞赛抢答器的设计目的61.2本设计任务和基本内容72EDA和VHDL简介82.1EDA的简介82.2.1VHDL的简介82.2.2VHDL

6、语言的特点103基于VHDL的智力竞赛抢答器的设计规划过程103.1智力竞赛抢答器的组成原理123.2抢答器模块的设计133.2.1鉴别锁存模块的设计133.2.2答题计时模块的设计143.2.3计分电路模块163.2.4扫描显示模块194结束语22参考文献23代码附录24161引言无论是在学校、工厂、军队还是益智性电视节目,都会举办各种各样的智力竞赛,都会用到抢答器。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器,但绝大多数是早期设计的,以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟,但功能越多的电路

7、相对来说就越复杂,且成本偏高,故障高,显示方式简单(有的甚至没有显示电路),无法判断提前抢按按钮的行为,不便于电路升级换代。本设计就是基于VHDL设计的一个智力竞赛抢答器尽量使竞赛真正达到公正、公平、公开。1.1设计的目的本次设计的目的就是在掌握EDA实验开发系统的初步使用基础上，了解EDA技术，了解并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想，通过学习的VHDL语言结合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识，学习VHDL基本单元电路的综合设计应用。通过对智力竞赛抢答器的设计，巩固和综合运用所学课程，理论联系实际，提

8、高设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。本文采用经８输入与非门和非门后的反馈信号的高电平作为解锁存，用555定时器的模型来倒计时，同时以脉冲信号来控制加法器和减法器来控制抢答过程中的计分，应用二极管和数码显示管为主要部件来设计扫描显示器。通过课程设计深入理