VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)四人搶答器（三種設(shè)計(jì)方案）

本文為大家?guī)?lái)三種四人搶答器的VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)方案介紹。

VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)四人搶答器方案一

設(shè)計(jì)要求

l、設(shè)計(jì)用于競(jìng)賽的四人搶答器，功能如下：

（1）有多路搶答器，臺(tái)數(shù)為四，能顯示搶答臺(tái)號(hào)；

（2）具有搶答開(kāi)始后20秒倒計(jì)時(shí)，20秒倒計(jì)時(shí)后無(wú)人搶答顯示超時(shí)，并報(bào)警；

（3）能顯示超前搶答臺(tái)號(hào)并顯示犯規(guī)警報(bào)；

2、系統(tǒng)復(fù)位后進(jìn)入搶答狀態(tài)，當(dāng)有一路搶答鍵按下時(shí)，該路搶答信號(hào)將其余各路搶答封鎖，同時(shí)鈴聲響，直至該路按鍵松開(kāi)，顯示牌顯示該路搶答臺(tái)號(hào)。

3、用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)符合上述功能要求的四人搶答器，并用層次設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)該電路。

電路工作原理

簡(jiǎn)易邏輯數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開(kāi)關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路，以上兩部分組成主體電路。通過(guò)定時(shí)電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路。

電路主要由脈沖產(chǎn)生電路、鎖存電路、編碼及譯碼顯示電路、倒計(jì)時(shí)電路和音響產(chǎn)生電路組成。當(dāng)有選手搶答時(shí)，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經(jīng)譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時(shí)產(chǎn)生音響。主持人宣布開(kāi)始搶答時(shí)，倒計(jì)時(shí)電路啟動(dòng)由20計(jì)到0，如有選手搶答，倒計(jì)時(shí)停止，如20秒后無(wú)人搶答，則會(huì)顯示報(bào)警。

源程序

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

entityqdqis

port（clr，clk，clk0，en，a，b，c，d:instd_logic;

dps:outstd_logic_vector（3downto0）;

count:outstd_logic_vector（7downto0）;

speaker:outstd_logic）;

end;

architectureoneofqdqis

signaldps1:std_logic_vector（3downto0）;

signalcount1:std_logic_vector（7downto0）;

signaltmp1，tmp2，tmp3:std_logic;

begin

p1:process（clr，en，tmp1，tmp2）

begin

ifclr=‘1’then

tmp1<=‘0’;tmp2<=‘0’;

dps1<=“0000”;

elsifen=‘1’then

iftmp1=‘0’then

ifa=‘1’then

tmp1<=‘1’;

dps1<=“0001”;

endif;

ifb=‘1’thentmp1<=‘1’;

dps1<=“0010”;

endif;

ifc=‘1’thentmp1<=‘1’;

dps1<=“0011”;

endif;

ifd=‘1’thentmp1<=‘1’;

dps1<=“0100”;

endif;

endif;

elsifen=‘0’then

iftmp2=‘0’then

ifa=‘1’then

tmp2<=‘1’;

dps1<=“0001”;

endif;

ifb=‘1’then

tmp2<=‘1’;

dps1<=“0010”;

endif;

ifc=‘1’then

tmp2<=‘1’;

dps1<=“0011”;

endif;

ifd=‘1’then

tmp2<=‘1’;

dps1<=“0100”;

endif;

endif;

endif;

endprocess;

p2:process（clr，clk，tmp1，tmp3）

begin

ifclk‘eventandclk=’1‘then

ifclr=’1‘thencount1<=“00100000”;

tmp3<=’0‘;

elsifen=’1‘a(chǎn)ndtmp1=’0‘a(chǎn)ndtmp3=’0‘then

ifcount1=“00000000”then

tmp3<=’1‘;

elsifcount1（3downto0）=“0000”then

count1（3downto0）<=“1001”;

count1（7downto4）<=count1（7downto4）-’1‘;

elsecount1（3downto0）<=count1（3downto0）-’1‘;

endif;

endif;

endif;

endprocess;

count<=count1;

dps<=dps1;

speaker<=（（tmp3oraorborcord）andclk0）;

end;

仿真波形

（一）無(wú)人搶答的仿真波形

由上圖可知，當(dāng)en=0時(shí)此時(shí)主持人并沒(méi)有提出開(kāi)始搶答的信號(hào).en=1，開(kāi)始搶答的時(shí)候20秒倒計(jì)時(shí)，時(shí)間到而無(wú)人搶答。（count=“00000000”），則speaker報(bào)警，按下清零開(kāi)關(guān)（clr=1），重新開(kāi)始20秒倒計(jì)時(shí)進(jìn)行下一輪

（二）有人搶答的仿真波形

由上圖可知，clr=1，系統(tǒng)進(jìn)入初始狀態(tài)，即count=“00100000”，dps=“0000”；en=0時(shí)，此時(shí)主持人并沒(méi)有提出開(kāi)始搶答的信號(hào)是不允許搶答的，若有人搶答（b=1），則speaker報(bào)警，且數(shù)碼管顯示組別（dps=“0010”）顯示出犯規(guī)的組別；en=1時(shí)，開(kāi)始正常搶答而且count開(kāi)始20秒倒計(jì)時(shí)，在15秒時(shí)（count=“00010101”）有人搶答（a=1），倒計(jì)時(shí)暫停同時(shí)鎖存器工作將其他組別的信號(hào)鎖存后面的信號(hào)將視為無(wú)效，數(shù)碼管顯示組別（dps=“0001”），且speaker報(bào)警。