基于VHDL的四路智力抢答器完整版.docVIP

1 绪 论 1.1 EDA技术的发展 人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格却一直呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管；后者的核心就是EDA技术。EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术必威体育精装版成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作：IC设计,电子电路设计以及PCB设计。没有EDA技术的支持，想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的,但是面对当今飞速发展的电子产品市场，设计师需要更加实用、快捷的EDA工具，使用统一的集体化设计黄精，改变传统的设计思路，将精力集中到设计构想、方案比较和寻找优化设计等方面，需要以最快的速度，开发出性能优良、质量一流的电子产品，对EDA技术提出了更高的要求。未来的EDA技术将在仿真、时序分析、集成电路自动测试、高速印刷版设计及开发操作平台的扩展等方面取得新的突破，向着功能强大、简单易学、使用方便的方向发展。 1.2 EDA技术的设计优势 传统的设计方法采用自底向上费时费力的设计方法,而现代电子设计技术(EDA)是自顶向下且先进高效的。在电子产品的设计理念、设计方式、系统硬件构成、设计的重用性、知识产权、设计周期等方面,EDA技术具有一定的优势。 双击上一行的“1”“2”试试，((本行不会被打印，请自行删除) 2方案设计与论证 2.1抢答器系统设计要求 一般来说，设计一台智能抢答器，必须能够准确判断出第一位抢答者，并且通过数显、蜂鸣这些途径能让人们很容易得知谁是抢答成功者，并设置一定的回答限制时间，让抢答者在规定时间内答题，主持人根据答题结果评出最终赢家。所以我们在设计智能抢答器的模块需要满足鉴别、计时、数显、报警等功能，具体设计要求如下： （1）抢答器可容纳四组选手，并为每组选手设置一个按钮供抢答者使用；为主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（组别显示数码管灭灯）和抢答开始。 （2）电路具有对第一抢答信号的锁存、鉴别和显示等功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，蜂鸣器提示抢答开始，计时显示器显示初始时间并开始倒计时，若参赛选手按下抢答按钮，则该组别的信号立即被锁存，并在组别显示器上显示该组别，同时扬声器也给出音响提示，此时，电路具备自锁功能，使其他抢答按钮不起作用。 （3）如果无人抢答，计时器倒计时到零，蜂鸣器有抢答无效提示，主持人可以按复位键，开始新一轮的抢答。 （4）抢答器具有限时抢答的功能，且一次抢答的时间由主持人设定，本抢答时间设定为99秒。当主持人启动开始键后，要求计时器采用倒计时，同时倒计时到0秒时扬声器会发出声响提示。 （5）参赛选手在设定的时间内抢答，则抢答有效，定时器停止工作，根据抢答结果由数码管显示选手的组别，并一直保持到主持人将系统清零为止。 2.2 方案论证与选择 2.2.1 方案一 我们的第一种方案是考虑用“单片机”来实现其功能。在芯片选型方面可以考虑选择手头就有的STC89C52单片机作为控制器。STC89C52单片机的优点在于其价格便宜，购买方便；我们组员均有C语言基础，可使用C语言编程，移植性较好。缺点在于其系统设计方法为传统设计方法，相对落后；芯片引脚数量仅有40个，容量小，通用IO口少，不适合本设计规模，处理速度慢；个别组员没有该芯片的使用经验，预计团队之间交流思想不太方便。 2.2.2 方案二 本项目也可以用EDA技术来实现其功能。在芯片选型方面可以考虑选择CPLD芯片作为微控制器。EDA自顶向下的设计方法比较先进；实验室有齐全的开发套件；组员们均系统学习过EDA基础课程，都有VHDL编程和实验经验，团队之间交流将会比较方便；芯片容量大，处理速度极快，管脚数目多达84个，IO口数目充足，适合本设计的规模。缺点在于设备相对昂贵，使用不当容易烧毁微处理器。 2.2.3 方案的选择 我们在比较了两种方案的优缺点基础上，结合自身实际情况，认为方案二更适合于抢答器的设计，因此我们采用方案二。 2.3系统总体设计思想 本设计为四路智能抢答器，所以这种抢答器要求有四路不同组别的抢答输入信号，并能识别最先抢答的信号，抢答器共有三个输出显示，选手代号、计数器的个位和十位，它们输出全部为BCD码输出，这样便于和显示译码器连接。当主持人按下控制键、选手按下抢答键或倒计时到时蜂鸣器短暂响起。对回答问题所用的时间进行计时、显示、超时报警、预置答题时间，同时该系统还应有复位、倒计时启动功能。 依据系统的设计要求可知，系统的输入信号有：四组的抢答