合工大计算机硬件课程设计报告《八路抢答器》

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1、2017年7月4日计科14・5李嘉羿合作者：贺霄一、设计题目与目的■让学生掌握组合逻辑电路、吋序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；■进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；■初步掌握使用EDA（电子设计自动化）工具设计数字逻辑电路的方法，包括设计输入、编译、软件仿真、下载和硬件仿真等全过程；■经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使学生得到一次较全面的工程实践训练，通过理论联系实际，提高和培养创新能力，为后续课程的学习，毕业设计,毕业后的工作打下基础。题目（16题）16、八路抢答器设计任务和基本要求：抢答器要求

2、有八路抢答输入，抢答逻辑设计合理（具有抢答锁定），抢答编号显示，抢答成功指不，抢答完成后状态复位。8路抢答器控制系统是娱乐活动中经常使用的重要基础设备之一，根据抢答要求，系统所需实现的功能如下：（1）主持人按键清零，数码显示0,蜂鸣器不叫，进入抢答状态。（2）主持人发出开始命令，8人开始抢答。其中一人先按下抢答键，蜂鸣器发出鸣叫，数码显示该人号码，其他人再按键，系统不再响应，直至主持人按键清零，下一次抢答开始。二、设计软硬件■ISP系统可编程器件以及《数字逻辑》课程实验所用部分中、小规模集成电路等■PC计算机■器件：TSP可编程逻辑器件以及数据选择器、触发器、

3、移位寄存器、计数器及基本门电路等■软件：在Windows平台上运行的ispLEVER编程软件三、设计过程设计思想：使用VHDL语言编写逻辑程序，用FPGA开发板上的功能引脚自行设置连线，实现逻辑功能。1.首先经过查阅资料，发现我们所用的试验箱的最高时钟频率大约是20000Hz所以在程序中设计了一个elk分频程序，通过2的14次方比较接近20000,将分频后的信号转换成为大约is跳一个高电平，从而实现实验要求中的倒计时9s的答题功能。2.然后设置多个信号，分别有抢答信号q,锁存信号max,复位信号rst等。将计时信号A和djs设置成1001,先让A的四位信号和d

4、js联系起来，以便后面在数码管里显示，然后设置倒计时功能，每当检测到A信号不等于0时，用刚才分频出来的elks每秒自减1,就实现了倒计时的功能。3.接下来是锁存的功能，利用max信号在之前抢答时将其设置为只有max=0时q信号才对试验箱的输入信号有响应，锁存部分只需设置如果检测到已有人抢答的话（s信号大于0）就将max置为1,这样的话如果此时再有抢答信号进来，由于max不等于0,所以不予响应。4.两块显示部分比较相近，都是根据8种情况下s信号各个位的值对应将数码管或者led灯的各个位置位即可。最后是蜂鸣器部分，逻辑为如果s信号为0,代表此时没人抢答，此时蜂鸣器

5、不响。若s大于0,代表有人抢答，此时设置b（蜂鸣器倒计时信号）自减1,另sound信号为1,于是蜂鸣器就响起对应时长。至此程序全部基本逻辑功能已经全部实现。实验截图:rintftr:■引脚配置:S'Wil*:*・□SqtuAuriwta””n”—*nd—

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10、本功能就匆忙验收了，但是即使如此，我还是学到了许多新的知识，如VHDL程序的编写，ispLEVER软件的使用。此次接触到了功能强大的FPGA开发板，通过学习详细的引脚图，了解到了各个引脚的功能，并能应用到自己的课程设计中。除此之外，还巩固了自己数字逻辑的知识，收获颇丰。附：源程序:IibraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entityqiangdaqiisport(rst:instd_logic;elk:in

11、std_logic;en:instd_