vhdl課程設(shè)計(jì)--四路搶答計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-12 03:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 余的選手的請(qǐng)求不做響應(yīng)，只有在主持人按下復(fù)位后才可以再次搶答 。這樣一來(lái) d1,d2,d3,d4 四個(gè)選手的搶答信號(hào)經(jīng)過(guò)篩選后與主持人的信號(hào)形成了雙輸入，構(gòu)成了 搶答器的基本搶答部分。 如圖， 這個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)利用的是二選一控制的 IF 語(yǔ)句。當(dāng)執(zhí)行到該 IF 語(yǔ)句時(shí)，就要判斷 IF 語(yǔ)句所指定的條件成立與否，即產(chǎn)生搶答信號(hào)或者復(fù)位的判斷。 圖 搶答與復(fù)位模塊 模塊 SEL 模塊 SEL 產(chǎn)生的是數(shù)碼管片選信號(hào)。利用多選擇控制的 IF 語(yǔ)句，實(shí)現(xiàn)信號(hào) CLK與數(shù)碼管片選輸出信號(hào)的選擇關(guān)系 。它輔助模塊 LXL 與其并發(fā)進(jìn)行， 圖 所示， 產(chǎn)生的信號(hào)在模塊五匯總最終轉(zhuǎn)換成輸入信號(hào)送到倒計(jì)時(shí)器。 圖 數(shù)碼管片選 模塊 LOCKB 模塊 LOCKB，它是鎖存器模塊。 其實(shí)現(xiàn)功能是在 任一選手按下按鍵后鎖存，鎖存的 同 時(shí) 送 出 ALM 信 號(hào) ， 實(shí) 現(xiàn) 聲 音 提 示 。 如圖 所 示 ， 其 輸 入 信 號(hào)d1,d2,d3,d4,clk,clr。輸出信號(hào) q1,q2,q3,q4,alm。在多選擇控制的 IF 語(yǔ)句下實(shí)現(xiàn)送出 ALM 的信號(hào)。送出的信號(hào)將進(jìn)入發(fā)生模塊與二進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊。實(shí)現(xiàn)了樞紐作用， 承載著各個(gè)模塊的銜接，是該四路搶答計(jì)時(shí)器的核心部分，尤為重要。 圖 鎖存器 模塊 CH41A 模塊 CH41A，這個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)了將搶答的結(jié)果轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)的功能。利用 CASE語(yǔ)句來(lái)描述總線行為、編碼器、譯碼器 的結(jié)構(gòu)，記得在 VHDL 實(shí)驗(yàn)中我們?cè)?jīng)做過(guò) 38譯碼器的實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)模塊，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中所掌握的要領(lǐng)充分的發(fā)揮了出來(lái)，而且比較容易讀懂，在編譯的過(guò)程中也沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤， 如圖 ， 當(dāng) 0111 輸出 Q 為 0001 以此類推即實(shí)現(xiàn)了將搶答的結(jié)果轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的功能。 圖 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換 模塊 CH31A 模塊 CH31A 是本搶答計(jì)時(shí)器的第五大模塊， 如圖 所示， 它的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)數(shù)碼管片選信號(hào)送出需要顯示的信號(hào)，以完成片選任務(wù)。該段程序采用我們所熟悉的case 語(yǔ)句進(jìn)行編譯，即使定義了很多的輸入信號(hào)和輸出信號(hào) ，在語(yǔ)句的編譯以及仿真過(guò)程中思路都會(huì)非常的清晰 ，該段程序還可以使用變量賦值的方法進(jìn)行編譯，考慮到工作量的問(wèn)題，最后沒(méi)有選則這種方法。 圖 顯示信號(hào) 模塊 COUNT 模塊 COUNT，此模塊實(shí)現(xiàn)的是答題時(shí)間的倒計(jì)時(shí)功能， 如圖 所示， 在 CH31A的顯示信號(hào)送出到本模塊時(shí)，計(jì)時(shí)開(kāi)始，設(shè)置的倒計(jì)時(shí)時(shí)間為 100s，當(dāng)然這段時(shí)間的長(zhǎng)短可以隨意的設(shè)置，在計(jì)時(shí)完畢后，會(huì)有信號(hào)輸出給發(fā)生器就會(huì)產(chǎn)生警報(bào)音伴隨著倒計(jì)時(shí)的結(jié)束而響起，這就實(shí)現(xiàn)了倒計(jì)時(shí)結(jié)束發(fā)出警報(bào)音的功能，也就和其他的搶 答器區(qū)別開(kāi)來(lái)了。 圖 倒計(jì)時(shí) 模塊 ADISP 模塊 ADISP，這是一個(gè)七段譯碼器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。在本模塊中所有的信號(hào)匯總在此處進(jìn)行 執(zhí)行驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。 圖 七段譯碼器 以上是我對(duì)本次設(shè)計(jì)四路搶答計(jì)時(shí)器各個(gè)模塊的介紹，以及它們所實(shí)現(xiàn)的功能。 第 4 章 四路搶答計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)總結(jié) 四路搶答計(jì)時(shí)器是一個(gè)利用 VHDL 程序設(shè)計(jì)的具有現(xiàn)實(shí)意義的實(shí)物，它包含了從教材上截取的精華，比如各個(gè)模塊所利用的原理：模塊 LXL 在任一個(gè)選手按下按鍵后，輸出高電平給鎖存器，鎖存當(dāng)時(shí)的按鍵狀態(tài)。由于沒(méi)有時(shí)鐘同步，所以鎖存的延時(shí)時(shí)間只 是硬件的延時(shí)時(shí)間，從而出現(xiàn)鎖存錯(cuò)誤的概率接近零。在任一選手按下按鍵后，鎖存器完成鎖存，對(duì)其余選手的請(qǐng)求不作響應(yīng)，只有在主持人按下按鍵復(fù)位后才可以再次搶答，而模塊 SEL 此模塊產(chǎn)生數(shù)碼管片選信號(hào)。模塊 LBCKB 是鎖存器模塊，在任一選手按下按鍵后鎖存，鎖存的同時(shí)送出 ALM 信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲音提示。模塊 CH41A 它將搶答的結(jié)果轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。模塊 CH31A 它對(duì)應(yīng)數(shù)碼管片選信號(hào)，送出需要顯示的信號(hào)。模塊 COUNT，它實(shí)現(xiàn)答題器時(shí)間的倒計(jì)時(shí)，在計(jì)滿 100s 后送出聲音提示。模塊DISP，它是七段譯碼器，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。設(shè)計(jì)一個(gè) 4 人 參加的智力競(jìng)賽搶答器。當(dāng)有某一參賽者首先按下?lián)尨痖_(kāi)關(guān)時(shí)，相應(yīng)顯示燈亮并伴有聲響，此時(shí)搶答器不再接受其他輸入信號(hào)。電路具有回答問(wèn)題的時(shí)間控制功能。要求回答問(wèn)題時(shí)間小于等于 100S（顯示為 0~99），時(shí)間顯示采用倒計(jì)時(shí)方式，當(dāng)達(dá)到限定時(shí)間時(shí)，發(fā)出聲響以示警告。 經(jīng)過(guò)這 2 周的課程設(shè)計(jì)，我 VDHL 程序有個(gè)更深的了解，比如上課時(shí)老師講的程序都比較短，而在課程設(shè)計(jì)的時(shí)候我們就可以利用我們上課所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行更加復(fù)雜程序的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)，在得到老師耐心的講解、大力的支持與鼓勵(lì)的同時(shí)，我們?cè)絹?lái)越熱愛(ài)這門(mén)課程，俗話說(shuō)：興趣所致，學(xué) 以致用。在這種積極的氛圍下，我去學(xué)校的圖書(shū)館借閱相關(guān)的書(shū)籍，認(rèn)真閱讀，結(jié)合教材，把能對(duì)課程設(shè)計(jì)有用的部分記錄下來(lái)，并在課程設(shè)計(jì)的時(shí)候充分的發(fā)揮了出來(lái)，體現(xiàn)在自己所設(shè)計(jì)的程序中，我們?cè)谡n上所學(xué)的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以獨(dú)立完成一個(gè)相當(dāng)龐大的課程設(shè)計(jì)，所以我引用了在圖書(shū)館借
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