课程设计报告
题 目 智力竞赛抢答器 学 院 电子信息工程学院 专 业 电子信息工程 学生姓名 彭国洪 学 号 201110312203 年级 2011级2班 指导教师 杨显富 职称 副教授
2013年 5 月 20 日
课程设计任务书
课程设计题目 组长 彭国洪 学号 专业 智力竞赛抢答器 201110312203 电子信息工程 班级 2011级2班
分工情况 拷贝quartus软件 图书馆查资料 子模块编程 子模块连接 实验结果分析，写报告 系别 电子信息工程 组员 李超 余佳豪 亲自体验一次采用现代电子设计自动化技术，从无到有自主完课程设计成一个电子系统设计的全过程，以获得初步的电子系统设计经验。 目的 课程设计计算机、设计软件QuartusⅡ、EDA实验箱 所需环境 1． 设计任务： 设计一个能满足8个组同时参加竞赛的抢答器，其功能为：电路复位后，数码显0，主持人示意抢答开始后，每个组都可以通过各自的按钮开关发出抢答信号，抢答器一旦接收到某组最先发出的抢答信号后，立即让数码管显出该组的组号，同时发出音响提示，且对后来组发出的抢答信号一律不与理睬。重新复位后数码显示归0，提示音停止，在抢答组回答完2． 设计要求： 用VHDL语言描述抢答器逻辑功能，经编译后仿真且波形正确后，下载到实验箱上做真实电路验证。 按学院课程设计规范撰写设计报告：报告中应给出设计方案框图（模块的划分，信息的传递关系）、各模块的VHDL程序、每个模块的仿真波形图，并辅以文字分析说明、下载验证操作过程、设计的心得体会和收获。 课程设计问题后，重复前述过程，可进行下轮抢答。 任务要求 课程设计工作进度计划 序号 1 2 3 4 5 指导教师签字： 杨显富 2013 年 5 月 20 日 起止日期 周1 周1---周2 周2---周3 周3---周4 周5 工 作 内 容 布置讲解课程设计题目、内容和要求 按课程设计题目要求自行设计 按课程设计题目要求自行设计 在实验室上机对所设计的内容做软硬件调试 按规范撰写课程设计报告书
系部审核意见： 教研室主任签字： 2013 年 月 日 I
智力竞赛抢答器
摘要:本课程设计分为智力竞赛抢答器的分模块设计和智力竞赛抢答器的原理图设计两个层次的设计。在本次设计中，模块设计分为锁存器设计，编码器设计，译码器设计；系统开发平台为QuartusⅡ ；硬件描述语是VHDL。竞赛者可以分为八组，抢答时各组对主持人提出的问题要在最短的时间内做出判断，并按下抢答按键回答问题。当第一个人按下按键后，则在显示器上显示该组的号码，同时电路将其他各组按键封锁，使其不起作用。回答完问题后，由主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮抢答。
关键词:抢答器；锁存器；编码器；数码显示器
Intellectual Competition Responder
Abstract：The curriculum is divided into quiz buzzer module design and schematic design for quiz buzzer designed on two levels. In this design, the module is divided into latch design, encoder design, decoder design, system development platform for Quartus II; is a VHDL hardware description language. Competitors are divided into eight groups, when answering the questions posed by the moderator to each group within the shortest possible time to make decisions, and press the answer key to answer the questions. When the first person after the button is pressed, the group number is displayed on the monitor, while the circuit will other groups of key blocked, so that it does not work. After answering questions, convened by the Facilitator, all key recovery and start answering the next round.
Key words：Buzzer; latches; encoder, digital display
II
目 录
第1章 引言 ......................................................................... 1
1.1 EDA的概述 ................................................................... 1 1.2 Quartus II的概述 ............................................................ 1 1.3 VHDL的概述 .................................................................. 2 1.4 智力竞赛抢答器的概述 ........................................................ 2
1.4.1 课程设计题目 .......................................................... 2 1.4.2 课程设计的任务及要求 .................................................. 2 1.4.3 课程设计的思想.........................................................3 1.4.4 软硬件运行环境及开发工具 .............................................. 3
第2章 设计流程 ..................................................................... 4
2.1设计模块方框图 ............................................................... 4 2.2 模块功能分析 ................................................................ 4
2.2.1 抢答输入开关电路 ...................................................... 4 2.2.2 锁存器 ................................................................ 5 2.2.3 编码器 ................................................................ 5 2.2.4 译码器 ................................................................ 5 2.2.5解锁器..................................................................5 2.2.6数码显示器与喇叭 ....................................................... 5 2.2.7图1.1与图2.1比较 ..................................................... 5
第3章 软硬件设计 ................................................................... 5
3.1系统方框图 ................................................................... 5 3.2模块分析 ..................................................................... 6
3.2.1锁存器模块和仿真波形 ................................................... 6 3.2.2编码器模块和仿真波形 ................................................... 9 3.2.3译码器模块和仿真波形 .................................................. 11 3.2.4与门模块和仿真波形 .................................................... 15 3.2.5完整模块和仿真波形 .................................................... 16 3.3硬件调试与操作说明 .......................................................... 16
III
3.3.1引脚锁定 .............................................................. 16 3.3.2调试与故障处理 ........................................................ 16
第4章 课程设计总结与体会 .......................................................... 17 参考文献 ........................................................................... 19
IV