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VHDL語言設(shè)計四人搶答器方案二
設(shè)計任務(wù)及要求：
（1）設(shè)計用于競賽搶答的四人搶答器；
①有多路搶答，搶答臺數(shù)為8；
②具有搶答開始后20秒倒計時，20秒倒計時后無人搶答顯示超時，并報警；
③能顯示超前搶答臺號并顯示犯規(guī)警報；
（2）系統(tǒng)復(fù)位后進入搶答狀態(tài)，當(dāng)有一路搶答按鍵按下，該路搶答信號將其余各路搶答信號封鎖，同時鈴聲想起，直至該路按鍵松開，顯示牌顯示該路搶答臺號；
（3）用VHDL語言設(shè)計符合上述功能要求的四人搶答器，并用層次化設(shè)計方法設(shè)計該電路；
設(shè)計思路
設(shè)計制作一個競賽搶答器，每組受控于一個搶答開關(guān)，分別為S1，S2，S3，S4，低電平表示搶答有效；設(shè)置主持人控制鍵K，用于控制整個系統(tǒng)清0和搶答有效控制，按下復(fù)位鍵時，K=0，系統(tǒng)清零；抬起復(fù)位鍵時，K=1，搶答開始；系統(tǒng)具有第一搶答信號鑒別和鎖存功能。在主持人將系統(tǒng)復(fù)位并使搶答有效開始后，第一搶答者按下?lián)尨鸢粹o，對應(yīng)的輸入引腳接低電位0，電路應(yīng)記憶下第一搶答者的組別，并封鎖其他各組的按鈕，即其他任何一組按鍵都不會使電路響應(yīng)；系統(tǒng)以兩種方式指示第一搶答者：其一是通過譯碼程序顯示其組別號;其二是在第一搶答者產(chǎn)生時，蜂鳴器警示；設(shè)置違規(guī)電路單元，當(dāng)搶答者在主持人按下復(fù)位清零按鈕之前就已經(jīng)按下?lián)尨鸢粹o時，則給出違規(guī)信號為高電平。對應(yīng)組別的紅色信號燈亮；當(dāng)20秒倒計時后無人搶答顯示超時，并報警。
VHDL程序?qū)崿F(xiàn)
1、正常搶答程序
此模塊包括正常搶答第一信號鑒別和顯示搶答臺號，并發(fā)生聲音提示。其中S1，S2，S3，S4為搶答按鈕，當(dāng)對應(yīng)的按鈕信號為0時表示有搶答信號；K為主持人按鈕，按下復(fù)位鍵K時， K=0，系統(tǒng)清零；抬起復(fù)位鍵時，K=1，搶答開始；G為報警信號。其VHDL源程序如下：
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee. std_logic_arith.all;
use ieee. std_logic_unsigned.all;
--------------------------------------------------------------------
entity qiangda is
port（ S1，S2，S3，S4 ： in std_logic; --輸入：表示4個人，為0表示有搶答
K ： in std_logic; --主持人搶答開始鍵
G ： out std_logic; --報警信號
ledag ： out std_logic_vector （6 downto 0）;
Dout ： out std_logic_vector（3 downto 0） ）; --搶答結(jié)果顯示
end qiangda;
--------------------------------------------------------------------
architecture behave of qiangda is
signal Enable_Flag ： std_logic;--允許搶答控制變量，為1表示允許搶答
signal S ： std_logic_vector（3 downto 0）;
signal D ： std_logic_vector（3 downto 0）;
begin
process（S1，S2，S3，S4，K） --允許搶答控制
begin
S<=S1&S2&S3&S4;
If （K=‘1’） then
Enable_Flag<=‘1’;
elsif（S/=“1111”） then
Enable_Flag<=‘0’;
end if;
end process;
process（S1，S2，S3，S4，K） --搶答結(jié)果顯示
begin
if（K=‘0’） then
D<=“0000”;
Elsif （Enable_Flag=‘1’） then
if（S1=‘0’） then
D（0）<=‘1’;
G<=‘0’;
elsif（S2=‘0’） then
D（1）<=‘1’;
G<=‘0’;
elsif（S3=‘0’） then
D（2）<=‘1’;
G<=‘0’;
elsif（S4=‘0’） then
D（3）<=‘1’;
G<=‘0’;
end if;
dout<=d;
end if;
end process;
process（d） --顯示搶答成功者號碼
begin
case d is
when “0000”=>ledag<=“0111111”;
when “0001”=>ledag<=“0000110”;
when “0010”=>ledag<=“1011011”;
when “0100”=>ledag<=“1001111”;
when “1000”=>ledag<=“1100110”;
when others=>ledag<=“0000000”;
end case;
end process;
end behave;
2、搶答倒計時程序
此模塊為搶答20s倒計時程序，在主持人按下按鈕K后此模塊即開始工作，在20s倒計時完后會有聲音提示，G為聲音報警信號。
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY COUNT IS
PORT （CLK， Enable_Flag： IN STD_LOGIC;
H，L： OUT STD_LOGIC_VECTOR （3 DOWNTO 0）;
G:OUT STD_LOGIC）; --聲音報警
END COUNT;
ARCHITECTURE COUNT_ARC OF COUNT IS
BEGIN
PROCESS （CLK， Enable_Flag）
VARIABLE HH， LL： STD_LOGIC_VECTOR （3 DOWNTO 0）;
BEGIN
IF CLK‘EVENT AND CLK=’1‘THEN
IF Enable_Flag=’1‘THEN
IF LL=0 AND HH=0 THEN
G<=’1‘;
ELSIF LL=0 THEN
LL： =“1001”;
HH： =HH-1;
ELSE
LL： =LL-1;
END IF;
ELSE
G<=’0‘;
HH： =“1001”;
LL： =“1001”;
END IF;
END IF;
H<=HH;
L<=LL;
END PROCESS;
END COUNT_ARC;
3、超前犯規(guī)搶答程序
此模塊為違規(guī)電路。當(dāng)搶答者在主持人復(fù)位系統(tǒng)之前就已按下?lián)尨鸢粹o，即當(dāng)RESET=0時，有搶答信號出現(xiàn)，則Y=11表示某組違規(guī)，當(dāng)RESET = 1時，顯示違規(guī)組別。其中K為主持人按鈕，S1，S2，S3，S4為搶答按鈕，R1，R2，R3，R4為對應(yīng)組別犯規(guī)紅色顯示燈。其VHDL源程序如下：
LIBRARY ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
ENTITY wg IS
PORT（K： IN std_logic;
S1， S2， S3， S4： IN std_logic;
R1， R2， R3， R4： OUT std_logic; --紅色燈指示超前搶答臺號
y： OUT std_logic_VECTOR （1 DOWNTO 0） ）;
END wg;
ARCHITECTURE a OF wg IS
SIGNAL TEMP1： STD_LOGIC;
SIGNAL TEMP2： STD_LOGIC_VECTOR （1 DOWNTO 0）;
BEGIN
TEMP1<=S1 OR S2 OR S3 OR S4 ;
TEMP2<=K&TEMP1;
process（TEMP2） --顯示搶答成功者號碼
begin
case TEMP2 is
when “01”=>Y<=“11”;
when “10”=>Y<=“00”;
when “11”=>Y<=“00”;
when others=>Y<=“00”;
end case;
if（K<=‘0’） then
if（S1=‘0’） then
R1<=‘0’;
elsif（S2=‘0’） then
R2<=‘0’;
elsif（S3=‘0’） then
R3<=‘0’;
elsif（S4=‘0’） then
R4<=‘0’;
end if;
end if;
end process;
工商網(wǎng)監(jiān)
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