基于fpga的多路智力抢答器的设计

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1、基于FPGA的多路智力抢答器的设计摘要本文介绍了一种基于VHDL语言，采用FPGA芯片作为控制核心，设计的一款智力竞赛抢答器,且给出了各模块及具体电路图。并利Altera公司的开发平台MAX+PLUSⅡ工具完成了编译和仿真，经实际电路测试验证,达到了预期的设计要求。随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。因此我们设计了以FPGA

2、器件的新型智能的抢答器，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其结构。FPGA的抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。FPGA技术正处于高速发展时期，新型芯片的规模越来越大，成本也越来越低，低端的FPGA已逐步取代了传统的数字元件，高端的FPGA不断在争夺ASIC的市场份额。基于FPGA的开发成为一项系统级设计工程。随着半导体制造工艺的不同提高，FPGA的集成度将不断提高，制造成本将不断降低，其作为替代ASIC来实现电子系统的前景将日趋光明。关键词:FPGAMax+

3、plusⅡ多路抢答器VHDL3目录第一章设计的工具与平台51.1EDA的技术[1]-[3]51.1.1EDA技术的起源51.1.2什么叫EDA技术[4]51.1.4EDA技术的主要内容61.1.5EDA技术的应用形式71.2FPGA简介[5]-[7]71.2.1FPGA设计背景71.2.2FPGA基本结构和特点81.2.3课题研究的意义91.3VHDL语言的概述[8]-[12]91.3.1VHDL的简介91.3.2VHDL的优点101.3.3VHDL语言的开发流程101.4MAX+PLUS软件的简介111.4.1Max+

4、plusⅡ的概述[13]111.4.2Max+plusⅡ的特点[14]111.4.3Max+plusⅡ的功能简介12第二章多路抢答器设计与分析152.1系统设计基本要求152.2系统设计方案152.3系统的组成及工作原理16第三章系统整体的结构和各个组成的模块173.1系统的结构173.2抢答鉴别模块173.3计分电路模块183.4计时电路模块183.5译码电路模块193.6抢答器顶层电路20第四章系统仿真234.1抢答器鉴别模块仿真234.2抢答计分模块仿真234.3抢答器计时模块仿真244.4静态译码器电路模块仿真2

5、54.5动态译码器电路模块仿真25第五章结论273致谢29参考文献31附录A程序代码333引言近些年来抢答器作为在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者的机器被广泛使用，通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。抢答器在生活中的应用是越来越多了，所以开发出更好，更有效率，性价比更高的抢答器越来越有必要。随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性

6、不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。因此我们设计了以FPGA器件的新型智能的抢答器，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其结构。本设计就以FPGA作为工具对抢答器的各种操作进行控制，还有VHDL语言的编写。我打算先写出流程图，然后编写VHDL语言。最后是进行调试，看看此程序是否可行。317第一章设计的工具与平台1.1EDA的技术[1]-[3]1.1.1EDA技术的起源EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了计算机辅助设计(ComputerAssi

7、stDesign，简称CAD)、计算机辅助工程设计(ComputerAssistEngineeringDesign，简称CAE)和电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation，简称EDA)三个发展阶段:1、20世纪70年代的计算机辅助设计CAD阶段。2、20世纪80年代的计算机辅助工程设计CAE阶段3、20世纪90年代电子系统设计自动化EDA阶段未来的EDA技术将向广度和深度两个方向发展，EDA将会超越电子设计的范畴进入其他领域，随着基于EDA的SOC(单片系统)设计技术的发展，软硬核功能库的建立

8、，以及基于VHDL所谓自顶向下设计理念的确立，未来的电子系统的设计与规划将不再是电子工程师们的专利。有专家认为，21世纪将是EDA技术快速发展的时期，并且EDA技术将是对21世纪产生重大影响的十大技术之一。1.1.2什么叫EDA技术[4]17EDA是一门迅速发展的新技术，涉及面广，内容丰富，理解各异，目前尚无统一的看