vhdl課程設(shè)計--四路搶答計時器設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-12 03:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 余的選手的請求不做響應(yīng)，只有在主持人按下復(fù)位后才可以再次搶答 。這樣一來 d1,d2,d3,d4 四個選手的搶答信號經(jīng)過篩選后與主持人的信號形成了雙輸入，構(gòu)成了 搶答器的基本搶答部分。 如圖， 這個模塊的實現(xiàn)利用的是二選一控制的 IF 語句。當(dāng)執(zhí)行到該 IF 語句時，就要判斷 IF 語句所指定的條件成立與否，即產(chǎn)生搶答信號或者復(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。利用多選擇控制的 IF 語句，實現(xiàn)信號 CLK與數(shù)碼管片選輸出信號的選擇關(guān)系 。它輔助模塊 LXL 與其并發(fā)進(jìn)行， 圖 所示， 產(chǎn)生的信號在模塊五匯總最終轉(zhuǎn)換成輸入信號送到倒計時器。 圖 數(shù)碼管片選 模塊 LOCKB 模塊 LOCKB，它是鎖存器模塊。 其實現(xiàn)功能是在 任一選手按下按鍵后鎖存，鎖存的 同 時 送 出 ALM 信 號 ， 實 現(xiàn) 聲 音 提 示 。 如圖 所 示 ， 其 輸 入 信 號d1,d2,d3,d4,clk,clr。輸出信號 q1,q2,q3,q4,alm。在多選擇控制的 IF 語句下實現(xiàn)送出 ALM 的信號。送出的信號將進(jìn)入發(fā)生模塊與二進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊。實現(xiàn)了樞紐作用， 承載著各個模塊的銜接，是該四路搶答計時器的核心部分，尤為重要。 圖 鎖存器 模塊 CH41A 模塊 CH41A，這個模塊實現(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語句來描述總線行為、編碼器、譯碼器 的結(jié)構(gòu)，記得在 VHDL 實驗中我們曾經(jīng)做過 38譯碼器的實驗，在這個模塊，我們在實驗中所掌握的要領(lǐng)充分的發(fā)揮了出來，而且比較容易讀懂，在編譯的過程中也沒有出現(xiàn)錯誤， 如圖 ， 當(dāng) 0111 輸出 Q 為 0001 以此類推即實現(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 是本搶答計時器的第五大模塊， 如圖 所示， 它的功能是實現(xiàn)對應(yīng)數(shù)碼管片選信號送出需要顯示的信號，以完成片選任務(wù)。該段程序采用我們所熟悉的case 語句進(jìn)行編譯，即使定義了很多的輸入信號和輸出信號 ，在語句的編譯以及仿真過程中思路都會非常的清晰 ，該段程序還可以使用變量賦值的方法進(jìn)行編譯，考慮到工作量的問題，最后沒有選則這種方法。 圖 顯示信號 模塊 COUNT 模塊 COUNT，此模塊實現(xiàn)的是答題時間的倒計時功能， 如圖 所示， 在 CH31A的顯示信號送出到本模塊時，計時開始，設(shè)置的倒計時時間為 100s，當(dāng)然這段時間的長短可以隨意的設(shè)置，在計時完畢后，會有信號輸出給發(fā)生器就會產(chǎn)生警報音伴隨著倒計時的結(jié)束而響起，這就實現(xiàn)了倒計時結(jié)束發(fā)出警報音的功能，也就和其他的搶 答器區(qū)別開來了。 圖 倒計時 模塊 ADISP 模塊 ADISP，這是一個七段譯碼器，用來驅(qū)動數(shù)碼管。在本模塊中所有的信號匯總在此處進(jìn)行 執(zhí)行驅(qū)動數(shù)碼管。 圖 七段譯碼器 以上是我對本次設(shè)計四路搶答計時器各個模塊的介紹，以及它們所實現(xiàn)的功能。 第 4 章 四路搶答計時器設(shè)計總結(jié) 四路搶答計時器是一個利用 VHDL 程序設(shè)計的具有現(xiàn)實意義的實物，它包含了從教材上截取的精華，比如各個模塊所利用的原理：模塊 LXL 在任一個選手按下按鍵后，輸出高電平給鎖存器，鎖存當(dāng)時的按鍵狀態(tài)。由于沒有時鐘同步，所以鎖存的延時時間只 是硬件的延時時間，從而出現(xiàn)鎖存錯誤的概率接近零。在任一選手按下按鍵后，鎖存器完成鎖存，對其余選手的請求不作響應(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。模塊 LBCKB 是鎖存器模塊，在任一選手按下按鍵后鎖存，鎖存的同時送出 ALM 信號，實現(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 它對應(yīng)數(shù)碼管片選信號，送出需要顯示的信號。模塊 COUNT，它實現(xiàn)答題器時間的倒計時，在計滿 100s 后送出聲音提示。模塊DISP，它是七段譯碼器，驅(qū)動數(shù)碼管。設(shè)計一個 4 人 參加的智力競賽搶答器。當(dāng)有某一參賽者首先按下?lián)尨痖_關(guān)時，相應(yīng)顯示燈亮并伴有聲響，此時搶答器不再接受其他輸入信號。電路具有回答問題的時間控制功能。要求回答問題時間小于等于 100S（顯示為 0~99），時間顯示采用倒計時方式，當(dāng)達(dá)到限定時間時，發(fā)出聲響以示警告。 經(jīng)過這 2 周的課程設(shè)計，我 VDHL 程序有個更深的了解，比如上課時老師講的程序都比較短，而在課程設(shè)計的時候我們就可以利用我們上課所學(xué)的知識進(jìn)行更加復(fù)雜程序的學(xué)習(xí)與設(shè)計，在得到老師耐心的講解、大力的支持與鼓勵的同時，我們越來越熱愛這門課程，俗話說：興趣所致，學(xué) 以致用。在這種積極的氛圍下，我去學(xué)校的圖書館借閱相關(guān)的書籍，認(rèn)真閱讀，結(jié)合教材，把能對課程設(shè)計有用的部分記錄下來，并在課程設(shè)計的時候充分的發(fā)揮了出來，體現(xiàn)在自己所設(shè)計的程序中，我們在課上所學(xué)的知識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以獨立完成一個相當(dāng)龐大的課程設(shè)計，所以我引用了在圖書館借
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