基于CPLD的智力竞赛抢答器（毕业设计）.pdf

湖南工程学院 毕 业 设 计 名 称 基于 CPLD 的智力竞赛抢答器 专 业 电子信息工程 班 级 学 号 姓 名 指导教师 2010 年 12 月 20 日 目录 一、原理及总体框架 ………………………………………………1 二、各级模块设计及仿真 …………………………………………1 1、抢答启动模块……………………………………………………1 （1）按键识别子模块………………………………………………1 （2）倒计时子模块…………………………………………………4 2、选手抢答模块……………………………………………………7 （1）单个选手按键子模块…………………………………………7 （2）判断抢答选手子模块…………………………………………9 3、加减分模块………………………………………………………12 （1）组别判断子模块………………………………………………12 （2）加减及寄存器子模块…………………………………………13 （3）分数选择输出模块……………………………………………16 4、显示模块…………………………………………………………17 5、蜂鸣器模块………………………………………………………19 三、实验箱的调试 …………………………………………………20 四、总结与体会 ……………………………………………………22 五、参考文献 ………………………………………………………24 六、整机原理图 ……………………………………………………24 一、原理及总体框架 抢答器原理是根据所要设计的系统功能，将整个系统划分成几个主 要模块，再将每个模块细分成几个子模块，直到最底层的小模块容易编 程实现为止。只需对底层元件编程实现，最后将各模块连接起来组成所 需的系统。 对于一个抢答器系统，可将其分为五个模块：选手抢答模块、抢答 启动模块、加减分模块、显示模块、蜂鸣器控制模块。整体框图如下： 抢答启动 显示 （抢答剩余时间、 蜂鸣器 选手抢答 抢答选手号、 选手得分） 加减分 图 1 总体框图 其中抢答启动模块具有启动抢答及启动定时功能，输出使能信号给 选手识别模块，以及抢答剩余时间给显示模块；选手识别模块完成锁存 抢答信号的功能，并输出选手号给显示模块；蜂鸣器对抢答成功以及超 时鸣声报警；显示模块对输入的数据进行显示。 二、各级模块设计 1、抢答启动模块 启动模块除了有启动的功能外，还有启动定时的功能。定时时间分 为 5 秒和 20 秒两种，使用两个按键对应两种限时抢答。 将本模块再划分为 2 个子模：一个模块完成按键识别的功能，另一 模块完成倒计时功能。 - 1 - 1）按键识别子模块 按键的识别即对输入信号进行电平变化检测，电平发生跳变就认为 是键被按下。但 VHDL 程序中一个结构体内不能同时对两个信号进行 电平跳变的检测，所以对本模块的程序设计采用状态机来实现，并使用 统一的时钟信号来扫描按键的电平状态。模块图如下：