【正文】 ，蜂鳴器不予響應(yīng)。 利用Quartus II進(jìn)行編譯，綜合，仿真，時(shí)序圖如下： 圖44數(shù)顯模塊的仿真時(shí)序圖引腳作用： 輸入信號(hào)：AIN4； 輸出信號(hào)：DOUT7。當(dāng)CHOS=1000時(shí)，即D搶答成功時(shí)，減分鍵SUB輸入四個(gè)脈沖，DD1加到4，說(shuō)明減分成功，成績(jī)變?yōu)?0分。減分的仿真與此類(lèi)似，因?yàn)槭且约臃▽?shí)現(xiàn)，本質(zhì)與加分相同，當(dāng)計(jì)分復(fù)位端RST=0時(shí)，可以計(jì)分。當(dāng)CHOS=1000時(shí)，即D搶答成功時(shí)，加分鍵ADD輸入四個(gè)脈沖，DD1加到4，說(shuō)明加分成功，成績(jī)變?yōu)?40分。當(dāng)CHOS=0001時(shí)，組別顯示為A組，此時(shí)主持人利用計(jì)分器對(duì)A組進(jìn)行加減分操作；當(dāng)CHOS=0010時(shí)，組別顯示為B組，此時(shí)主持人則利用計(jì)分器對(duì)B組進(jìn)行加減分操作；當(dāng)CHOS=0100時(shí)，組別顯示為C組，此時(shí)系統(tǒng)對(duì)C組進(jìn)行加減分操作；當(dāng)CHOS=1000時(shí)，組別顯示為D組，此時(shí)對(duì)D組進(jìn)行加減分操作。由仿真圖310可知以下情況：（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)計(jì)分復(fù)位端RST=1時(shí)，并且組別輸入信號(hào)CHOS=0000,其中的組別輸入信號(hào)是搶答鑒別模塊的輸出信號(hào)，計(jì)分器復(fù)位，此時(shí)以上四組都不會(huì)產(chǎn)生加減分操作。仿真分析：首先應(yīng)該清楚，在計(jì)分器電路的設(shè)計(jì)中，按十進(jìn)制進(jìn)行加減分操作的，當(dāng)出現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)上升沿CLK就可以完成對(duì)參賽者加減分操作。 利用Quartus II進(jìn)行編譯，綜合，仿真，時(shí)序圖如下： 圖43 計(jì)分模塊的仿真時(shí)序圖引腳作用： 系統(tǒng)的輸入信號(hào)有：計(jì)分復(fù)位端RST，加分按鈕端ADD，減分按鈕端SUB，組別號(hào)輸入端CHOS[3..0]。 仿真分析：當(dāng)系統(tǒng)清零信號(hào)CLR=1時(shí)，計(jì)時(shí)器的時(shí)鐘信號(hào)回到計(jì)時(shí)預(yù)置倒計(jì)時(shí)起始狀態(tài)，此時(shí)倒計(jì)時(shí)輸出端QA=0000,QB==0，計(jì)時(shí)預(yù)置控制端LDN=1時(shí)，通過(guò)計(jì)時(shí)預(yù)置數(shù)據(jù)調(diào)整按鈕TA、TB進(jìn)行預(yù)制數(shù)，并且通過(guò)TA,TB來(lái)調(diào)整QA,QB即當(dāng)TA=1時(shí)，則QA的數(shù)值加1，當(dāng)TB=1時(shí)，則QB的數(shù)值也加1。利用Quartus II進(jìn)行編譯，綜合，仿真，時(shí)序圖如下： 圖42 計(jì)時(shí)模塊的仿真時(shí)序圖引腳作用： 系統(tǒng)輸入信號(hào)：系統(tǒng)清零信號(hào)CLR，計(jì)時(shí)預(yù)置控制端LDN，計(jì)時(shí)使能端EN，系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)CLK，計(jì)時(shí)預(yù)置數(shù)據(jù)調(diào)整按鈕TA、TB。假如C組按下?lián)尨鸢粹o時(shí)，組別輸出為0010，同時(shí)C組的顯示燈被點(diǎn)亮。 系統(tǒng)的輸出信號(hào)： 各組的搶答按鈕顯示端ABCD1，組別顯示端控制信號(hào)G[3..0]。輸入時(shí)鐘CLK一方面作為揚(yáng)聲器控制電路的輸入信號(hào)，另一方面作為搶答信號(hào)判別電路中鎖存器時(shí)鐘，為使揚(yáng)聲器音調(diào)較為悅耳，且是搶答判別電路有較高的準(zhǔn)確度（對(duì)信號(hào)判別的最大誤差是一個(gè)時(shí)鐘周期），CLK信號(hào)頻率高低應(yīng)適中，可取500Hz1KHz；同時(shí)CLK信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻后向倒計(jì)時(shí)電路提供信號(hào)。當(dāng)計(jì)時(shí)使能端EN為低電平，預(yù)置時(shí)間設(shè)置信號(hào)LDN=1時(shí)，通過(guò)計(jì)時(shí)預(yù)置數(shù)據(jù)調(diào)整按鈕TA、TB進(jìn)行預(yù)置數(shù)。同樣，系統(tǒng)清零信號(hào)CLR、預(yù)置及倒計(jì)時(shí)控制信號(hào)LDN，亦為高電平有效。通過(guò)總的頂層元件圖可以很清晰的看到模塊連接的原理。這種連線(xiàn)方法思路清晰可見(jiàn)，而且用的時(shí)候很簡(jiǎn)單方便，出現(xiàn)錯(cuò)誤也很好檢查。[4] 搶答器的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)模塊只有彼此聯(lián)系起來(lái)構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)其功能，這個(gè)過(guò)程有兩種實(shí)現(xiàn)方法：①元件例化。圖37 譯碼顯示模塊的元件圖主要原理是四位二進(jìn)制BCD編碼轉(zhuǎn)換成七段二進(jìn)制數(shù)字，以阿拉伯?dāng)?shù)字的形式輸出在數(shù)碼管上，使觀(guān)眾能夠更直觀(guān)的看到結(jié)果。 顯示譯碼主要解決二進(jìn)制數(shù)顯示成對(duì)應(yīng)的十、或十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換功能，一般其可分為驅(qū)動(dòng)LED和驅(qū)動(dòng)LCD兩類(lèi)。 譯碼顯示模塊該模塊實(shí)際上是一個(gè)譯碼器，譯碼器是組合邏輯電路的一個(gè)重要的器件，其可以分為：變量譯碼和顯示譯碼兩類(lèi)。如：01110001=0110，用加法實(shí)現(xiàn)：0111+1111=10110。 計(jì)分模塊用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行編程的流程圖如下： 圖36計(jì)分模塊的設(shè)計(jì)狀態(tài)圖注：在設(shè)計(jì)中減法的實(shí)現(xiàn)是以加法運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的。計(jì)分模塊的元件圖如下圖所示: 圖35 計(jì)分模塊的元件圖 系統(tǒng)的輸入信號(hào)有：計(jì)分復(fù)位端RST，加分按鈕端ADD，減分按鈕端SUB，組別號(hào)輸入端CHOS[3..0]。 以A組為例來(lái)說(shuō)明此模塊的設(shè)計(jì)，當(dāng)復(fù)位信號(hào)RST=1時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位且A組的分值顯示初始值，為100分?！?】其用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行編程的流程圖如下： 開(kāi)始LDN=0CLR=0LDN=1CLK上升沿EN=1TA=1TA=0QA=QA+1QB=QB=1圖34 搶答計(jì)時(shí)模塊的流程圖 計(jì)分模塊 計(jì)分模塊的運(yùn)行方式是按照十進(jìn)制進(jìn)行加減，即當(dāng)時(shí)鐘出現(xiàn)上升沿時(shí)就進(jìn)行加一或者減一的操作。當(dāng)預(yù)置數(shù)控制信號(hào)LDN=1可通過(guò)TA來(lái)調(diào)整QA，TA來(lái)一次高電平，則QA的數(shù)值就加1；用TB來(lái)調(diào)整QB，通過(guò)這兩個(gè)調(diào)整信號(hào)可調(diào)整參賽者答題所需要的時(shí)間。系統(tǒng)輸出信號(hào)有：倒計(jì)時(shí)輸出端QA[3..0]、QB[3..0]。計(jì)時(shí)模塊開(kāi)始工作從預(yù)置初始值開(kāi)始以秒計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)至0秒時(shí)停止，時(shí)間耗盡時(shí)，揚(yáng)聲器會(huì)發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)，以中止答題。計(jì)時(shí)模塊可分作兩部分：（1）預(yù)置數(shù)；（2）60秒倒計(jì)時(shí)?！?】備注：理論上來(lái)說(shuō)，A、B、C、D四組搶答，應(yīng)該有從0000—1111等16種可能情況，但是由于時(shí)鐘信號(hào)的頻率很高而且是在時(shí)鐘信號(hào)上升沿的狀況下才做出的鑒別，所以在這里兩組以上同時(shí)搶答成功的可能性非常小，因此可以只設(shè)計(jì)四種情況，即A、B、C、D分別為1000、0100、000001，這大大簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜性。當(dāng)INI=1時(shí)系統(tǒng)復(fù)位，使組別顯示信號(hào)G=0000，各組的指示燈信號(hào)A1=0，B1=0，C1=0，D1=0；當(dāng)INI=0，即低電平有效，使其進(jìn)入搶答鑒別狀態(tài)，到CLK的上升沿到來(lái)時(shí)，以A組搶答成功為例，當(dāng)輸入信號(hào)為A=1，B=0，C=0，D=0，輸出信號(hào)G=1000，A1=1，即為鑒別出A組搶答成功，同時(shí)屏蔽其他組的輸入信號(hào)，以免發(fā)生錯(cuò)誤。輸出信號(hào)： 各組的搶答按鈕顯示端ABCD1，組別顯示端G[3..0]。同時(shí)組別顯示端為下一模塊輸入信號(hào)，以方便主持人為該組搶答成功者進(jìn)行加減分的操作。【3】系統(tǒng)的總體框圖如下： 圖21系統(tǒng)的總體框圖 子模塊的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)根據(jù)對(duì)搶答器的功能要求，把要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)劃分為五個(gè)功能模塊：搶答信號(hào)鑒別模塊