verilog抢答器设计报告

湖北师范学院电工电子实验教学省级

示范中心电子版实验报告

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抢答器

一．任务解析

用Verilog 硬件描述语言设计抢答器，实现：

1、四人通过按键抢答，最先按下按键的人抢答成功，此后其他人抢答无

效。

2、每次只有一人可获得抢答资格，一次抢答完后主持人通过复位按键复

位，选手再从新抢答。

3、有从新开始游戏按键，游戏从新开始时每位选手有5分的初始分，答

对加1分，答错扣1分，最高分不能超过9分，当选手得分减为0时取消该选

手抢答资格。

4、选手抢答成功时其对应的分数闪烁。

二．方案论证（画框图并分析）

抢答部分（对应snatch 模块）在quartusII 下的仿真原理图如下所示：

抢答部分的代码如下：

计分模块的代码如下：

顶层模块的代码如下：

三．重难点解析

抢答器的核心部分为巧妙地利用D触发器的反馈，在检测到第一个上升沿时将按键（未按下时接低电平）接入的与门锁住，以保证与门只有一个上升沿输出，从而实现“最先按下按键的人抢答成功，此后其他人抢答无效”。在与门输出上升沿的同时检测按键，以确定是哪位选手抢答，用寄存器存下抢答选手的信息，最后确定哪个led灯亮以及那位选手对应的分数闪烁。至于取消0分选手抢答资格，则是将各选手的分数反馈到选手抢答的按键，通过与门关闭相应选手按键上升沿的进入。其他功能的实现相对简单，在此不再赘述。

将各模块代码写好并测试后，在主模块中调用并分配引脚，引脚分配好后，

从新编译、下载就可实验了。分别验证上述的各种功能，看是否达到预期的效果。

四．硬件资源分配（给出引脚分配说明）

芯片选用EP1K30TC114-3，clr接全局清零键pin124，start（游戏从新开始键）接pin49，up（加分键）接pin47，down接pin48，四个抢答按键key3、key2、key1、key0、分别接pin59、pin60、pin62、pin63，7段数码管的7盏灯a、b、c、d、e、f、g分别pin118、pin119、pin120、pin121、pin122、pin128、pin130，数码管选择信号sel0、sel1、sel2分别接pin132、pin133、pin135，抢答指示灯led0、led1、led2、led3分别接pin136、pin137、pin138、pin140。

五．结果分析

验证过程如下：

1、分别按下start和clr键，游戏处于初始状态，此时8个数码管等间隔地显

示4个5分，分数不闪烁。

2、按下key0键，此时led0亮，第一个分数闪烁，再按其他按键，数码管及灯

的状态不变。按下clr键，再同时按下几个按键，仍只有一个灯亮，且对应的分数闪烁，在按下clr键之前不管怎么按四个抢答键，数码管及灯的状态不变。

3、不断按下key1键抢答并给其加分，一直加到9，发现分数加到9时不能再

加了。

4、不断按下key2键抢答并给其减分，一直减到0，发现分数减到0时再按key2

抢答时没反应，led2不亮且对应的分数也不闪。而按其他键抢答仍然有效。

通过对以上结果的分析发现，该抢答器具备了我们当初要求的功能，该抢答器总体上是比较成功的。

六．经验总结

经过多次的修改和调试，实验总算成功了，在看到试验箱上的效果时，我内心非常激动，感觉当初的汗水总算没白费，多次失败的烦躁烟消云散，几近崩溃的意志也迅速放松下来。写这么一些代码就能实现你想要的功能，不得不让人感慨EDA的神奇以及立下学好EDA的誓言。

当然，在品味成功的喜悦时，我们还要思考实验的得与失。以下是本次试验的心得：

1、在实验的开始阶段，我对所写的代码进行了波形仿真，发现

波形仿真的结果是对的，而下到芯片去测试时，效果就不对了，

经过多次修改，实验现象才逐步达到理想状态。因此，我觉得我

们学EDA不能完全以来波形仿真，而应多在试验箱上测试，那里

才是真正检验程序对错的地方。

2、在连接各个模块的时候我明白了一定要注意各个输入、输出

引脚的线宽，因为每个线宽是不一样的，只要让各个线宽互相匹

配，才能得出正确的结果，否则，出现任何一点小的误差就会导

致整个文件系统的编译出错。

总之，EDA作为前沿学科，对于我们电子信息工程专业的学生来说，学习EDA对我们知识面以及运用知识的能力的提高有很大的帮助。相信自己学习的脚步不会停止！

感谢老师孜孜不倦的教诲。相信在EDA学习过程中自己思维能力、学习能力、思考方式的提高，定会在以后的学习过程中给我带来很大的帮助。