【正文】 智能搶答器的設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 論 文 專業(yè) ：電子測量技術(shù)與儀器 班級 ： 09251 姓名 ： 肖開通 指導(dǎo)老師：柏淑紅 老師 成都 電子機(jī)械高等專科學(xué)校 IV 摘要 伴隨著集成電路 (IC)技術(shù)的發(fā)展 ,EDA 技術(shù) 已經(jīng)成為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢 ，并 在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用 。 VHDL 是一種全方位的硬件描述語言，幾乎覆蓋了以往各種硬件描述語言的功能，整個(gè)自頂向下或自底向上的電路設(shè)計(jì)過程都可以用 VHDL 來完成 。本文 闡述了 EDA 的概念和發(fā)展、 VHDL 語言的優(yōu)點(diǎn)和語法結(jié)構(gòu)并分析講解了智能搶答器 的各 模塊的功能要求、基本原理 以及 實(shí)現(xiàn)方法 。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是 采用 VHDL 硬件描述語言編程， 基于 Quartus II 平臺進(jìn)行編譯和仿真來實(shí)現(xiàn)的，其采用的模塊化、逐步細(xì)化的設(shè)計(jì)方法有利于系統(tǒng)的分工合作 ，并且能夠及早發(fā)現(xiàn)各子模塊及系統(tǒng)中的錯(cuò)誤，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率。本設(shè)計(jì)主要的功能是： 存功能； 。 關(guān)鍵詞 電子設(shè)計(jì)自動化 (EDA)； VHDL；搶答器；自頂向下的設(shè)計(jì)方法 成都 電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 V 智能搶答器的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................III 1 緒 論 ...........................................................................................................................................1 EDA 技術(shù)的發(fā)展 ..................................................................................................................1 智能搶答器的市場現(xiàn)狀和 EDA 技術(shù)的應(yīng)用 ...........................................................................1 EDA 技術(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)勢 ...........................................................................................................2 論文結(jié)構(gòu) ............................................................................................................................2 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的輔助工具 ....................................................................................................................3 傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法比較 ..................................................3 VHDL 硬件描述語言概述 ......................................................................................................4 硬件平臺 QuartusII 概述 ....................................................................................................5 Quartus II 介紹 ......................................................................................................5 Quartus II 設(shè)計(jì)流程及注意事項(xiàng) ....................................................................................5 Quartus II 的設(shè)計(jì)優(yōu)勢應(yīng)用舉例 ....................................................................................6 3 智能搶答器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ......................................................................................................8 搶答器系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 ..........................................................................................................8 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想 ..............................................................................................................8 子模塊的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn) ....................................................................................................9 鑒別模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .......................................................................................... 10 計(jì)時(shí)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .......................................................................................... 11 計(jì)分模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .......................................................................................... 13 4 智能搶答器模塊的仿真驗(yàn)證 ........................................................................................................ 18 鑒別模塊的仿真驗(yàn)證 ......................................................................................................... 18 計(jì)時(shí)模塊的仿真驗(yàn)證 ......................................................................................................... 19 計(jì)分模塊的仿真驗(yàn)證 ......................................................................................................... 20 數(shù)顯模塊的仿真驗(yàn)證 ......................................................................................................... 22 綜合仿真驗(yàn)證 ................................................................................................................... 23 結(jié)束語 ........................................................................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................ 26 附 錄 ........................................................................................................................................... 27 附錄 1 搶答鑒別模塊 VHDL 程序 （ ） .................................................................... 27 附錄 2 搶答計(jì)時(shí)模塊 VHDL 程序（ ） ......................................................................... 28 附錄 3 搶答計(jì)分模塊 VHDL 程序（ ） ......................................................................... 30 附錄 4 譯碼器 VHDL 程序（ ） ............................................................................... 35 成都 電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 1 1 緒 論 EDA 技術(shù)的發(fā)展 人類社會已進(jìn)入到高度發(fā)達(dá)的信息化社會，信息社會的發(fā)展離不開電子產(chǎn)品的進(jìn)步?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品在性能提高、復(fù)雜度增大的同時(shí)，價(jià)格卻一直呈下降趨勢，而且產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐也越來越快，實(shí)現(xiàn)這種進(jìn)步的主要原因就是生產(chǎn)制造技術(shù)和電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。前者以微細(xì)加工技術(shù)為代表，目前已進(jìn)展到深亞微米階段，可以在幾平方厘米的芯片上集成數(shù)千萬個(gè)晶體管；后者的核心就是 EDA 技術(shù)。 【 1】 EDA 是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成的電子 CAD 通用軟件包，主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計(jì)工作： IC設(shè)計(jì) ,電子電路設(shè)計(jì)以及 PCB設(shè)計(jì)。沒有 EDA 技術(shù)的支持，想要完成上述超大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)制造是不可想象的 ,但是面對當(dāng)今飛速發(fā)展的電子產(chǎn)品市場，設(shè)計(jì)師需要更加實(shí)用、快捷的 EDA 工具，使用統(tǒng)一的集體化設(shè)計(jì)黃精，改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，將精力集中到設(shè)計(jì)構(gòu)想、方案比較和尋找優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面，需要以最快的速 度，開發(fā)出性能優(yōu)良、質(zhì)量一流的電子產(chǎn)品，對 EDA技術(shù)提出了更高的要求。未來的 EDA技術(shù)將在仿真、時(shí)序分析、集成電路自動測試、高速印刷版設(shè)計(jì)及開發(fā)操作平臺的擴(kuò)展等方面取得新的突破，向著功能強(qiáng)大、簡單易學(xué)、使用方便的方向發(fā)展。 智能搶答器的市場現(xiàn)狀和 EDA 技術(shù)的應(yīng)用 智力競賽是“快樂學(xué)習(xí)”這一教育模式的典范，它采用在規(guī)定的一段時(shí)間內(nèi)搶答和必答等方式，在給人們的生活帶來樂趣的同時(shí)，也使參與者和觀眾在愉悅的氛圍中學(xué)到一些科學(xué)知識和生活知識，因此很受大家的喜歡。智力搶答器在智力競賽中起到很重要的角色， 能夠準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出首輪搶答者，并且通過搶答器的數(shù)碼顯示和警示蜂鳴等方式指示出首輪搶答者。 EDA 技術(shù)是在電子 CAD 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計(jì)。利用 EDA工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出 IC 版圖或 PCB 版圖的整個(gè)過程在計(jì)算機(jī)上自動處理完成?，F(xiàn)在對 EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、 電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、 成都 電子機(jī)械高等專科學(xué)校 2 醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，都有 EDA 的應(yīng)用。目前 EDA