EDA课程设计(四路抢答器)

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EDA课设 四路抢答器武汉理工

EDA课设 四路抢答器武汉理工

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1.课程设计目的 (3)2.系统功能及要求 (3)3.系统设计思路 (3)4.各模块芯片展示及说明 (4)4.1抢答模块 (4)4.2计分模块 (5)4.3计时模块 (5)4.4译码模块 (6)5.各模块程序及波形图 (6)5.1抢答器 (6)5.2计分模块 (8)5.3计时模块 (13)5.4译码模块 (14)6.总电路图及仿真波形图 (16)7. 总结与体会 (17)参考文献 (19)摘要EDA及电子设计自动化,是指使用计算机自动完成电子系统的设计,应用EDA技术进行电子产品的设计已成为当今电子工程师的一项基本技。

利用EDA工具,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量工作可以通过计算机完成,并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

VHDL语言:超高速集成电路硬件描述语言,是IEEE的一项标准设计语言。

它源于美国国防部提出的超高速集成电路计划,是ASIC设计和PLD设计的一种主要输入工具。

本次课程设计的目的是在学习完EDA课程的基础上,运用EDA的知识即VHDL语言,编写程序来实现此次我设计的电子抢答器所要实现的功能,不仅会编写程序,还要能够在实验室中检测我所编写的程序是否能够达到预期的目的。

关键词:EDA技术;VHDL语言;多路抢答器;功能模块基于EDA的多功能音乐抢答器1.课程设计目的(1)通过课程设计使学生能熟练掌握一种EDA软件的使用方法,能熟练进行设计输入、编译、管脚分配、下载等过程,为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。

(2)通过课程设计使学生能利用EDA软件进行至少一个电子技术综合问题的设计,设计输入可采用图形输入法或VHDL硬件描述语言输入法。

EDA电子项目4路抢答器的原理图输入设计

EDA电子项目4路抢答器的原理图输入设计
一、项目描述
4路抢答器适用于各类知识竞赛、文娱综艺节目,一 般有抢答、违例、抢答时限、答题时间倒计时/正 计时显示等功能。 本项目设计一个简易4路抢答器:设置4个按键作 为4路抢答开关,4个LED作为抢答指示,当按下抢 答开始键开始抢答。一旦某路抢答成功,蜂鸣器 发声,同时与抢答开关对应的LED被点亮指示抢答 的组别,输出被锁定,抢答开关按键无效直到再 次按下抢答开始键。
(5)完成器件编程
四、项目实施
2.硬件电路调试及排故
电路调试: 按下复位键,再按下第一个抢答键,是否听到蜂鸣器发声,同 时第一个LED是否发光,此时再按抢答键是否起作用。再按下 复位键,蜂鸣器是否停止发声。以相同的方法调试其他抢答键。
故障分析及排除:
1.完成器件编程后,蜂鸣器常叫不止,直到抢答器按下。出 现这种情况,是由于4输入与非门调用成了4输入与门。 2.无论怎样按复位键和抢答键,抢答器始终无反应。出现这 种情况,应该考虑管脚没有分配好,或者分配了管脚,但是没 有重新编译。
(2) 建编辑原理图设计文件
新建原理图文件QDQ.BDF。
放置元件,调整元件位置。
四、项目实施——1. Quartus Ⅱ原理图设计
完成连线、并重新命名管脚
四、项目实施——1. Quartus Ⅱ原理图设计
(3) 项目编译
分析综合 点击Quartus Ⅱ软件工具条上的快捷按钮 进行分析综合。 引脚分配 完成抢答器的分析综合过程,得到工程的数据库文件以后, 需要给抢答器的输入输出引脚进行引脚分配。 全编译 选择Processing→Start Compilation启动全编译过程。 ,对抢答器工程
教师评价+互评
教师评价+互评
3.操作实施 (30%)

EDA智能四路抢答器设计(框图+vhdl源程序+仿真图)-课程设计

EDA智能四路抢答器设计(框图+vhdl源程序+仿真图)-课程设计

EDA智能四路抢答器设计(框图+vhdl源程序+仿真图)-课程设计EDA智能四路抢答器设计(框图+vhdl源程序+仿真图) 设计目的 1. 进一步了解VHDL语言功能;2. 了解EDA在高频工作下的优势;3. 学习资料的收集与整理,学会撰写课程设计报告。

实验环境 1 微型电子计算机(PC);2. 安装Windows 2000以上操作系统,Maxplus软件等开发工具。

3. EDA综合实验仪,连线若干。

任务要求 1. 按照课题设计任务和要求,对设计系统进行验证调试或仿真;观察程序运行和仿真结果,判断其正确性。

2. 利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料,深入理解课题含义及设计要求,注意材料收集与整理;3. 在第15周末之前完成预设计,并请指导教师审查,通过后方可进行下一步工作;4. 结束后,及时提交设计报告(含纸质稿、电子稿),要求格式规范、内容完整、结论正确。

工作进度计划序号起止日期工作内容1 2009.12.14~2009.12.14 在预设计的基础上,进一步查阅资料,完善设计方案.2 2009.12.15~2009.12.16 设计总体方案,编写代码,上机调试,实验仿真验证。

3 2009.12.17~2009.12.17 测试程序,完善功能,撰写设计报告。

42009.12.18 参加答辩,根据教师反馈意见,修改、完善设计报告。

摘要抢答器作为一种工具,已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。

但是抢答器的使用频率较低,且有的要么制作复杂,要么可靠性低,减少兴致。

作为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受,但每年使用的次数极少,往往因长期存放使抢答器损坏,再购置一台新的就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。

本设计是以四路抢答为基本概念。

从实际应用出发,利用电子设计自动化( EDA)技术,用可编程逻辑器件设计具有扩充功能的抢答器。

它以VHDL硬件描述语言作为平台,结合动手实验而完成的。

它的特点是电路简单、制作方便、操作简单、方便、性能可靠,实用于多种智力竞赛活动。

EDA技术大作业(一)——4路抢答器的设计

EDA技术大作业(一)——4路抢答器的设计

EDA技术大作业(一)4路抢答器的设计1.设计要求利用基本逻辑门电路、组合逻辑电路和触发器,设计一个四人抢答器。

要求:1)四个参加者编号为A、B、C和D,对应组号为1~4,每个参加者控制一个按键,用其发出抢答信号。

2)主持人有一个控制按键,用于将系统清零,即数码显示管灯灭,并控制抢答开始。

3)参加者按抢答按钮,蜂鸣器响铃,对应的指示灯亮,同时数码管上显示最先抢答者的组号。

4)电路具有互锁功能,有人优先抢答后系统能自动关闭其他路的输入信号。

2.设计报告要求1)给出设计方案,画出设计电路框图,并对各个功能模块进行简单的描述。

2)在multiSIM 2001下绘制仿真电路图,并进行仿真验证。

提示:采用CMOS器件设计抢答器(也可以采用74LSXXX系列芯片)数码显示抢答器采用CMOS电路制作,由触发器、编译码电路、数码管、LED指示灯和蜂鸣器等组成,数码管用于显示抢答者的组号,电路框图如下图所示。

(1)数码显示抢答器框图(2)参考电路(仅供参考,请自己设计)这里采用CMOS器件4511、4013、4069、4072设计4路抢答器,图中J1~J4为抢答按钮,J5为复位按钮,4013为D触发器,4069为反相器,4072为4输入或门,4511为4线-七段锁存/译码/驱动器。

(3)仿真分析依次按下A、B、C、D键观察数码管显示状态和蜂鸣器的输出状态。

按下复位键R,观察数码管显示状态和蜂鸣器的输出状态。

南京航空航天大学金城学院本科生实验报告课程名称:EDA技术设计题名:4路抢答器的设计学生姓名:XXX班级学号:XXXXX2010年X月X日一、实验题目和要求二、设计框图三、设计电路图要求对电路图进行简单的功能描述四、仿真结果和分析五、对本课程的几点建议附:个人联系方式手机:E-mail:。

四路抢答器EDA

四路抢答器EDA

DEA设计(二)——四路抢答器学院:自动化姓名:学号:指导老师:2015年9月28日目录1 实验任务及要求 (1)2 程序流程图 (2)3 电路原理图 (3)4 电路模块 (3)4.1 KEY模块 (4)4.2 KEEP模块 (4)4.3 TIME模块 (5)4.4 STATE模块 (6)4.5 BEEP模块 (7)5 下载程序 (8)5.1 分配引脚 (8)5.2 下载到实验箱 (8)6 实验心得 (9)1 实验任务及要求1.设计用于竞赛抢答的四人抢答器1)有多路抢答,抢答台数为4;2)抢答开始后20秒倒计时,20秒后无人抢答显示超时并报警;3)能显示抢答台号并显示犯规警报;2.系统复位后进入抢答状态,当有一路抢答键按下,该路抢答信号将其他各路抢答信号封锁,同时铃声响起,直至该路按键松开,显示该路抢答台号。

3.用VHDL语言设计符合上述功能要求的四人抢答器,并用层次化设计方法设计该电路。

4.完成电路设计后,通过系统试验箱下载验证设计的正确性。

2 程序流程图图2.1 程序流程图3 电路原理图电路原理图如下:图3.1 电路原理图电路说明:1)抢答状态由一个数码管显示,“F”代表超时,“E”代表犯规,“0”代表正常。

2)倒计时由两个数码管显示,从“20”记到“00”。

3)还有一个数码管用来显示当前抢答号“1”,“2”,“3”,“4”。

4 电路模块本次实验中我主要负责抢答模块的编程,即key模块和keep模块,这两个模块的主要功能是记录无论是正常抢答还是提前抢答者的台号,并且能实现当有一路抢答按键按下时,该路抢答信号将其余的抢答信号封锁的功能。

4.1 KEY模块图4.1 Entity KEY模块功能:抢答队伍共分为四组1,2,3,4。

当主持人按下START键后,四组队伍才可以按抢答键抢答。

当有人按下抢答键且此时keep模块的反馈信号为feedback为“1”时,将相应的输出置“1”,但在主持人未按下START键之前,所有的抢答键按下时,feedback信号为“0”,此时按键是无效的。

四路抢答器EDA课程设计

四路抢答器EDA课程设计

EDA课程设计报告——四路抢答器一方案设计将该任务分成七个模块进行设计,分别为:抢答器鉴别模块、抢答器计时模块、抢答器记分模块、分频模块、译码模块、数选模块、报警模块,最后是顶层文件。

1.抢答器鉴别模块:在这个模块中主要实现抢答过程中的抢答功能,并能对超前抢答进行警告,还能记录无论是正常抢答还是朝前抢答者的台号,并且能实现当有一路抢答按键按下时,该路抢答信号将其余个绿抢答封锁的功能。

其中有四个抢答信号s0、s1、s2、s3;抢答使能信号s;抢答状态显示信号states;抢答与警报时钟信号clk2;系统复位信号rst;警报信号tmp。

2.抢答器计时模块:在这个模块中主要实现抢答过程中的计时功能,在有抢答开始后进行30秒的倒计时,并且在30秒倒计时后无人抢答显示超时并报警。

其中有抢答时钟信号clk2;系统复位信号rst;抢答使能信号s;抢答状态显示信号states;无人抢答警报信号warn;计时中止信号stop;计时十位和个位信号tb,ta。

3.数据选择模块:在这个模块中主要实现抢答过程中的数据输入功能,输入信号a[3..0]、b[3..0]、c[3..0];计数输出信号s;数据输出信号y;计数脉冲clk2,实现a、b、c按脉冲轮流选通,在数码管上显示。

4.报警模块:在这个模块中主要实现抢答过程中的报警功能,当主持人按下控制键,有限时间内人抢答或是计数到时蜂鸣器开始报警,有效电平输入信号i;状态输出信号q;计数脉冲clk2。

5.译码模块:在这个模块中主要实现抢答过程中将BCD码转换成7段的功能。

6.分频模块:在这个模块中主要实现抢答过程中实现输出双脉冲的功能。

7.顶层文件:在这个模块中是对前七个模块的综合编写的顶层文件。

二单元电路设计(一)抢答模块1.VHDL源程序LIBRARY IEEE;--抢答鉴别模块USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY qdjb ISPORT(rst,clk2:IN STD_LOGIC;s0,s1,s2,s3:IN STD_LOGIC;states:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);tmp:OUT STD_LOGIC);END qdjb;ARCHITECTURE ONE OF qdjb ISSIGNAL ST:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINP1:PROCESS(S0,RST,S1,S2,S3,CLK2)BEGINIF RST='0' THENTMP<='0';ST<="0000";ELSIF CLK2'EVENT AND CLK2='1' THENIF (S0='1' OR ST(0)='1')AND NOT( ST(1)='1' OR ST(2)='1' OR ST(3)='1' ) THEN ST(0)<='1';END IF ;IF (S1='1' OR ST(1)='1')AND NOT( ST(0)='1' OR ST(2)='1' OR ST(3)='1' ) THEN ST(1)<='1';END IF ;IF (S2='1' OR ST(2)='1')AND NOT( ST(0)='1' OR ST(1)='1' OR ST(3)='1' ) THEN ST(2)<='1';END IF ;IF (S3='1' OR ST(3)='1')AND NOT( ST(0)='1' OR ST(1)='1' OR ST(2)='1' ) THEN ST(3)<='1';END IF ;TMP<=S0 OR S1 OR S2 OR S3;END IF ;END PROCESS P1;P2:PROCESS(STATES(0),STATES(1),STATES(2),STATES(3))BEGINIF (ST="0000") THEN STATES<="0000";ELSIF (ST<="0001") THEN STATES<="0001";ELSIF (ST<="0010") THEN STATES<="0010";ELSIF (ST<="0100") THEN STATES<="0011";ELSIF (ST<="1000") THEN STATES<="0100";END IF;END PROCESS P2;END ONE;2.仿真图:3.抢答鉴别模块符号图在这个模块中主要实现抢答过程中的抢答功能,并能对超前抢答进行警告,还能记录无论是正常抢答还是朝前抢答者的台号,并且能实现当有一路抢答按键按下时,该路抢答信号将其余个绿抢答封锁的功能。

EDA智能四路抢答器设计(框图+vhdl源程序+仿真图)-课程设计

EDA智能四路抢答器设计(框图+vhdl源程序+仿真图)-课程设计

EDA智能四路抢答器设计(框图+vhdl源程序+仿真图)-课程设计EDA智能四路抢答器设计(框图+vhdl源程序+仿真图) 设计目的 1. 进一步了解VHDL语言功能;2. 了解EDA在高频工作下的优势;3. 学习资料的收集与整理,学会撰写课程设计报告。

实验环境 1 微型电子计算机(PC);2. 安装Windows 2000以上操作系统,Maxplus软件等开发工具。

3. EDA综合实验仪,连线若干。

任务要求 1. 按照课题设计任务和要求,对设计系统进行验证调试或仿真;观察程序运行和仿真结果,判断其正确性。

2. 利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料,深入理解课题含义及设计要求,注意材料收集与整理;3. 在第15周末之前完成预设计,并请指导教师审查,通过后方可进行下一步工作;4. 结束后,及时提交设计报告(含纸质稿、电子稿),要求格式规范、内容完整、结论正确。

工作进度计划序号起止日期工作内容1 2009.12.14~2009.12.14 在预设计的基础上,进一步查阅资料,完善设计方案.2 2009.12.15~2009.12.16 设计总体方案,编写代码,上机调试,实验仿真验证。

3 2009.12.17~2009.12.17 测试程序,完善功能,撰写设计报告。

42009.12.18 参加答辩,根据教师反馈意见,修改、完善设计报告。

摘要抢答器作为一种工具,已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。

但是抢答器的使用频率较低,且有的要么制作复杂,要么可靠性低,减少兴致。

作为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受,但每年使用的次数极少,往往因长期存放使抢答器损坏,再购置一台新的就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。

本设计是以四路抢答为基本概念。

从实际应用出发,利用电子设计自动化( EDA)技术,用可编程逻辑器件设计具有扩充功能的抢答器。

它以VHDL硬件描述语言作为平台,结合动手实验而完成的。

它的特点是电路简单、制作方便、操作简单、方便、性能可靠,实用于多种智力竞赛活动。

EDA课程设计四路智能抢答器

EDA课程设计四路智能抢答器

一、课题简介在许多比赛活动中,为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者,通常设置一台抢答器,通过数显、灯光及音响等各种手段批示出第一抢答者。

同时,还可以设置计分、犯规及奖惩记录等各种功能。

本设计的具体要求是:设计制作一个可容纳四组参赛者的数字智力抢答器,每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。

(2) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。

(3)系统具有计时功能(4)系统具有计分电路。

二、课题背景数字电路产品在生活中有着极其广泛的应用,包括计算机、数字通信、智能仪器仪表、自动控制及航天等领域中。

这些给人们生活,工作等方面带来了极大的方便。

数字电路设备实现简单,速度和可靠性好。

智力竞赛是一种能锻炼人的头脑开发人的IQ的一种大众化游戏,也起到娱乐的作用。

现在智力竞赛越来越被多数人喜爱和娱乐,而且国内外各地电视台、工厂、学校等单位也会常常举办类似的智力竞赛活动,然而智力竞赛抢答器是必要设备。

在有些地方举行的各种智力竞赛游戏中我们经常看到有抢答的环节,举办方大多数采用让选手通过举答题板的方法或者是举手的方式判断选手的答题权,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。

所以,我们就需要一种具备自动锁存,置位,清零等功能智能抢答器来解决这些问题。

三、课题在国内外的研究现状抢答器一般分为电子抢答器和电脑抢答器。

电子抢答器的中心构造一般都是由抢答器由数字电子集成电路组成,其搭配的配件不同又分为,非语音非记分抢答器和语音记分抢答器。

非语音记分抢答器构造很简单,就是一个抢答器的主机和一个抢答按钮组成,在抢答过程中选手是没有记分的显示屏。

语音记分抢答器是由一个抢答器的主机、主机的显示屏以及选手的记分显示屏等构成,具有记分等功能。

电子抢答器多适用于学校和企事业单位举行的简单的抢答活动。

电脑抢答器又分为无线电脑抢答器和有线电脑抢答器。

无线电脑抢答器的构成是由:主机和抢答器专用的软件和无线按钮。

无线电脑抢答器利用电脑和投影仪,可以把抢答气氛活跃起来,一般多使用于电台等大型的活动。

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抢答器设计步骤-计数模块:
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity JS is port(clk1,rst,start,stop:in std_logic; ta,tb:buffer std_logic_vector(3 downto 0)); end JS; architecture one of JS is signal co:std_logic; begin p1:process(clk1,rst,start,stop,ta) begin if rst='0' or stop='1' then ta<="0000"; elsif clk1'event and clk1='1' then co<='0'; if start='1' then if ta="0000" then ta<="1001";co<='1'; else ta<=ta-1; end if; end if; end if; end process p1; p2:process(co,rst,start,stop,tb) begin if rst='0' or stop='1' then tb<="0010"; elsif co'event and co='1' then if start='1' then if tb="0000" then tb<="0001"; else tb<=tb-1; end if; end if; end if; end process p2; end one ;
报警模块功能介绍:
在这个模块中主要实现抢答过程中的报警功能,当主 持人按下控制键,有限时间内有人抢答或是计数到时 蜂鸣器开始报警,计数停止信号stop;状态输出信号 alm;计数脉冲clk。
抢答器设计步骤-数码管显示模块1 (扫描 ):
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity scan is port(clk : in std_logic; count1,count2,count3 : in std_logic_vector(3 downto 0); s : out std_logic_vector(1 downto 0); dout : out std_logic_vector(3 downto 0)); end entity; architecture art of scan is signal temp :std_logic_vector(1 downto 0); begin process(clk) begin if(clk'event and clk='1')then s<=temp; case temp is
when "00" => dout<=count1; when "01" => dout<=count2; when "10" => dout<=count3; when others => dout<="XXXX"; end case; temp<=temp+1; if(temp="10") then temp<="00"; end if; end if; end process; end architecture;
EDA课程设计 ——四路抢答器 EDA课程设计 ——四路抢答器
设计成员:张尧 王涛 王少泽 曹忠林
课程设计具体要求:
设计一个四路智能抢答器,要具有如下功能: 1)抢答器同时供4名选手使用,分别用4个按钮S0~S3表示。 2)设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。 3)抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮,锁存相应的编 号,并在LED数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。选手 抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系 统清除为止。 4)抢答器具有定时抢答功能,抢答时间为20秒。当主持人启动 “开始”键后,按秒进行倒计时,并有倒计时提示音。 5)如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁 止抢答,定时显示器上显示00。
译码电路位码:
Library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity ymq is port(bcd:in std_logic_vector(3 downto 0); dout:out std_logic_vector(6 downto 0)); end ymq; architecture at1 of ymq is begin process(bcd) begin case bcd is when"0000"=>dout<="0111111"; when"0001"=>dout<="0000110"; when "0010"=>dout<="1011011"; when "0011"=>dout<="1001111"; when"0100"=>dout<="1100110"; when "0101"=>dout<="1101101"; when "0110"=>dout<="1111101"; when "0111"=>dout<="0000111"; when "1000"=>dout<="1111111"; when"1001"=>dout<="1110011"; when others=>dout<="1111111"; end case; end process; end at1;

if (s2='1' or st(2)='1')and not( st(0)='1' or st(1)='1' or st(3)='1' ) then st(2)<='1'; end if ; if (s3='1' or st(3)='1')and not( st(0)='1' or st(1)='1' or st(2)='1' ) then st(3)<='1'; end if ; warn<=st(0) or st(1) or st(2) or st(3); end if ; end process p1; p2:process(states(0),states(1),states(2),states(3),light) begin if (st="0000") then states<="0000"; elsif (st<="0001") then states<="0001"; elsif (st<="0010") then states<="0010"; elsif (st<="0100") then states<="0011"; elsif (st<="1000") then states<="0100"; end if; light<=states; end process p2; end one;
抢答器设计步骤-报警模块 :
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity baojin is port(rst:in std_logic; warn:in std_logic; clk:in std_logic; ta,tb:in integer range 0 to 9; stop:in std_logic; alm:out std_logic ); end; architecture bhv of baojin is begin process(warn,ta,tb,stop,clk,rst) begin if warn='1'then alm<=clk; elsif rst='0' then alm<='0'; elsif stop='1'then alm<='0'; elsif ta=0 and tb=0 then alm<=clk; else alm<='0'; end if; end process; end;
计数模块功能介绍:
在这个模块中主要实现抢答过程中的计时功能,在有 抢答开始后进行20秒的倒计时,并且在20秒倒计时后 无人抢答显示超时并报警。其中有抢答时钟信号clk1; 系统复位信号rst;抢答使能信号start;无人抢答警报信 号warn;计时中止信号stop;计时十位和个位信号tb, ta。
设计流程图:
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