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《基于FPGA設(shè)計的多路搶答器.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、16位搶答器摘要：在ISE軟件平臺的基礎(chǔ)上，基于ＶＨＤＬ語言，采用FPGA技術(shù)設(shè)計了一款1６路搶答器。通過對系統(tǒng)進(jìn)行編譯、仿真，并進(jìn)行測試。結(jié)果表明：本設(shè)計能實現(xiàn)正確顯示最先搶答的選手號碼，并對答題時間進(jìn)行10ｓ的限時搶答以及復(fù)位重新?lián)尨鸸δ?。關(guān)鍵詞：多路搶答器；ＦＰＧＡ；ＶＨＤＬ。一、設(shè)計要求：1.設(shè)計一個具有16位輸入的搶答器；2.用數(shù)碼管顯示輸出。二、設(shè)計分析：搶答器是各類競賽中的必備設(shè)備，以客觀的電子電路進(jìn)行狀態(tài)判斷，避免競賽的不公平?，F(xiàn)行的搶答器實現(xiàn)方案主要有兩種：一種是小規(guī)模數(shù)字邏輯芯片和觸發(fā)器，另外一種用單片機(jī)。小規(guī)模數(shù)字邏輯電路設(shè)計思路簡單，但電路實現(xiàn)起來比較復(fù)雜；單片機(jī)
2、實現(xiàn)相對靈活，但隨著搶答組數(shù)的增加存在Ｉ／Ｏ口不足的問題。本設(shè)計采用ＦＰＧＡ現(xiàn)場可編程技術(shù)，避免了硬件電路的焊接與調(diào)試，同時由于ＦＰＧＡ的Ｉ／Ｏ端口豐富，可以在設(shè)計的基礎(chǔ)上略加修改實現(xiàn)具有多組輸入的搶答器，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。三、設(shè)計原理：1、最多可容納16名選手或者16個代表隊參賽，編號為1~16，各用一個搶答器按鈕，編號與參賽者的號碼一一對應(yīng)，此外還有一個按鈕給主持人，用來清零，主持人清零后才可進(jìn)行下一次搶答。2、搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能，并將所存的數(shù)據(jù)用LED數(shù)碼管顯示出來。在主持人將搶答器清零后，若有參賽者搶答按鈕，數(shù)碼管立即顯示出最先動作的選手編號，搶答器對參賽選手動作的先后有很
3、強(qiáng)的分辨能力，即使他們動作的先后只相差幾毫秒，搶答器也能分辨出來。數(shù)碼管不顯示后動作選手的編號，只顯示先動作選手的編號，并保持到主持人清零為止。3、在各搶答按鈕為常態(tài)時，主持人可用清零按鈕將數(shù)碼管變?yōu)榱銧顟B(tài)，直至有人使用搶答按鈕為止。搶答時間設(shè)為10s，在10s后若沒有參賽者按搶答按鈕，搶答按鈕無效，并保持到主持人清零為止。四、設(shè)計步驟1、啟動ISE集成開發(fā)環(huán)境，新建一個工程；2、為工程添加設(shè)計源文件；3、對源文件進(jìn)行語法檢查，并改正錯誤之處；4、對設(shè)計進(jìn)行時序仿真，分析設(shè)計的正確性；5、鎖定引腳，完成設(shè)計實現(xiàn)過程，并在試驗箱上連線，利用iMPACT進(jìn)行程序下載；在試驗箱上驗證搶答器的功
4、能，觀察并記錄結(jié)果。五、設(shè)計代碼libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;useieee.std_logic_arith.all;entityanswerisport(KEY_IN:instd_logic_vector(16downto1);CLEAR,SCANCLK,CLK1S:instd_logic;LED_OUT:outstd_logic_vector(6downto0);SCAN_OUT:outstd_logic_vector(1downto0);SOUND_OUT:outstd_l
5、ogic);endanswer;architecturertlofanswerissignalKEY_CODE:integerrange0to16;signalKEY_CODE_REG:integerrange0to16;signalKEY_EN:std_logic;signalNUM1:integerrange0to9;signalNUM2:integerrange0to9;signalKEY_EN1,KEY_EN2:std_logic;signalKEY_IN1,KEY_IN2,KEY_INS:std_logic_vector(16downto1);signalHEX:integer
6、range0to9;signalTIME_CNT:std_logic_vector(3downto0);beginprocess(KEY_EN,KEY_IN,SCANCLK,CLEAR)beginifCLEAR='0'thenKEY_CODE_REG<=0;elsifSCANCLK'eventandSCANCLK='1'thenifKEY_CODE_REG=0thenKEY_CODE_REG<=KEY_CODE;endif;endif;endprocess;process(SCANCLK,CLEAR,KEY_IN)beginifSCANCLK'eventandSCANCLK='1'the
7、nKEY_IN2<=KEY_IN1;KEY_IN1<=KEY_IN;endif;endprocess;KEY_INS<=notKEY_IN2orKEY_IN1;KEY_CODE<=0whenKEY_EN='0'else1whenKEY_INS(1)='0'else2whenKEY_INS(2)='0'else3whenKEY_INS(3)='0'else4whenKEY_INS(4)='0'else5whenKEY_INS(5)='
