重庆三峡学院 毕业设计（论文）
题目 基于VHDL的多路抢答器的设计
院 系 应 用 技 术 学 院 专 业 电子信息工程（应电应本） 年 级 2009级 学生姓名 文 超 学生学号 200915254124 指导教师 赵威威 职称 副 教 授
完成毕业设计（论文）时间 2013 年 1 月
文超：基于VHDL的多路抢答器的设计
基于VHDL的多路抢答器的设计
文超
重庆三峡学院应用技术系电子信息工程（应用电子技术方向）专业2009级 重庆万州 404000
摘要 抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力竞赛和知识竞赛场合，是竞赛问
答中一种常用的必备装置电路结构形式多种多样。
本设计使用VHDL语言设计一个四路数字竞赛抢答器系统。VHDL是一种全方位的硬件描述语言，几乎覆盖了以往各种硬件描述语言的功能，整个自顶向下或自底向上的电路设计过程都可以用VHDL来完成。本文阐述了EDA 的概念和发展、VHDL语言的优点和语法结构并分析讲解了四路数字竞赛的各模块的功能要求、基本原理以及实现方法。本系统的设计就是采用VHDL硬件描述语言编程，基于QuatusII6.0平台进行编译和仿真来实现的，其采用的模块化、逐步细化的设计方法有利于系统的分工合作，并且能够及早发现各子模块及系统中的错误，提高系统设计的效率。抢答器的主要功能模块是是：1、对第一抢答信号的鉴别和锁存功能；2、计分功能。3、数码显示 ；4、答题限时功能。在本设计主要讲述抢答、计分和警告的功能。
关键词: 抢答器 EDA VHDL
Based on the design of the multi-way Responder VHDL
WEN Chao
Chongqing Three Gorges College of Applied Technology Department of Electronic and Information Engineering (Applied Electronics technology direction) Professional 2009 Chongqing
Wanzhou 404000
Abstract：Responder is a kind of electronic products, has been widely used in all kinds of
intelligence competition and knowledge contests occasions, is contest answers must have a common device circuit structure forms.
The design of the use of VHDL language design a four way race responder digital system.VHDL is a full range of hardware description language, covering almost the past various hardware description language function, the top-down or bottom-up circuit design process can use VHDL to complete.This paper expounds the concept and the development of EDA, VHDL language advantages and grammatical structure and Analysis on the four digital competition each module functional requirements, principle and implementation method.The design of this system is the use of VHDL hardware description language, based on QuatusII6.0 platform compilation and simulation to achieve, the modular, stepwise refinement design method is helpful for system of division of labour, and early identification of each module and the system error, improve the efficiency of system design.Vies to answer first the main function module is: 1, the first vies to answer first the differential signal and latch function; 2, score function.In 3, a digital display; 4, the answer time limit function.In this design is mainly about answering, scoring and warning function.
Key words: responder EDA VHDL
目录
文超：基于VHDL的多路抢答器的设计
1 绪论???????????????????????????????1 2 整体设计方案???????????????????????????1 2.1系统设计要求??????????????????????????1 2.2系统设计方案 ?????????????????????????2 3子模块的设计思想 ?????????????????????????3 3.1抢答器模块 ??????????????????????????3 3.2计时模块 ???????????????????????????5
3.3计分模块 ???????????????????????????6
3.4译码显示模块 ?????????????????????????8 3.5抢答器的系统实现 ???????????????????????9 4多路抢答器子模块的仿真验证 ????????????????????11 4.1鉴别模块的仿真验证 ??????????????????????11 4.2计时模块的仿真验证 ??????????????????????12 4.3计分模块的仿真验证 ??????????????????????12 4.4数显模块的仿真验证 ??????????????????????14 4.5系统整体的仿真验证 ??????????????????????15 5 总结 ???????????????????????????????16
5.1多路抢答器设计结果???????????????????????16
5.2对设计的建议??????????????????????????16 致谢?????????????????????????????????17 参考文献???????????????????????????????17 附录1抢答器鉴别模块源代码??????????????????????18
2报警模块源代码 ?????????????????????????19
3计分模块源代码 ?????????????????????????20
2009届电子信息工程（应用电子技术方向）专业毕业设计（论文）
1 绪论
随着集成技术的发展，尤其是中、大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用越来越多地渗透到国民经济的各个部门，目前数字电子技术已经广泛应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、电视、雷达、通信等各个领域。其中，抢答器就是典型的一种运用数字集成的设备。
在日常生活中，各种智力竞赛越来越多，而抢答器是必不可少的设备之一，答题时一般分为必答和抢答两种。必答有时间限制，到时要告警。而抢答则要求参赛者做好充分准备，由主持人宣读完题目后，参赛者开始抢答，谁先按下按钮，就由谁答题，但竞赛过程中很难准确判断出谁先按下按键，因此使用抢答器来完成这一功能是很有必要的。它能够准确、公正、直观地判断出首轮抢答者，并且通过抢答器的数码显示和警示蜂鸣等方式指示出首轮抢答者。
以下几章主要介绍抢答器的抢答鉴别、计分和报警功能的实现，VHDL语言的特点及发展趋势，QuatusII6.0开发平台的仿真等。
2 整体方案设计
2.1系统设计要求
一般来说，设计一台智能抢答器，必须能够准确判断出第一位抢答者，并且通过数显、蜂鸣这些途径能让人们很容易得知谁是抢答成功者，并设置一定的回答限制时间，让抢答者在规定时间内答题，主持人根据答题结果实行增减分的操作，并将分数显示在屏幕上，评出最终赢家。所以我们在设计智能抢答器的模块需要满足鉴别、计时、计分、数显等功能，具体设计要求如下：
（1）抢答器可容纳四组选手，并为每组选手设置一个按钮供抢答者使用；为主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（组别显示数码管灭灯）和抢答开始；
（2）电路具有对第一抢答信号的锁存、鉴别和显示等功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，蜂鸣器提示抢答开始，计时显示器显示初始时间并开始倒计时，若参赛选手按下抢答按钮，则该组别的信号立即被锁存，并在组别显示器上显示该组别，同时扬声器也给出音响提示，此时，电路具备自锁功能，使其他抢答按钮不起作用。
（3）如果无人抢答，计时器倒计时到零，蜂鸣器有抢答失败提示，主持人可以按复位键，开始新一轮的抢答。
（4）抢答器具有限时抢答的功能，且一次抢答的时间由主持人设定，本抢答时间设定为60秒。当主持人启动开始键后，要求计时器采用倒计时，同时最后十秒扬声器会发出声响提示；
（5）参赛选手在设定的时间内抢答，则抢答有效，定时器停止工作，主持人根据抢答
结果给出分数，并由数码管显示选手的组别抢答分数，并一直保持到主持人将系统清零为止。
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