基于VHDL的智力竞赛抢答器的设计与实现VIP专享

摘 要 本课程设计主要内容是利用 EDA 技术设计一个可容纳四组选手的智力竞赛抢答器，全面熟悉、掌握 VHDL 语言基本知识,掌握利用 VHDL 语言对常用的组合逻辑电路和时序逻辑电路编程.本课程设计的开发仿真工具是 MAX+plus II,采纳自顶向下、逐层细化的设计方法设计整套系统，顶层模块用图形描述，底层文件用 VHDL 语言描述。通过波形仿真，实现了智力竞赛抢答器的基本功能,达到了设计要求。关键字 智力竞赛抢答器；EDA 技术；VHDL；MAX+plus II;自顶向下1 引 言 20 世纪 90 年代，引进数字系统设计方法发生突破性变革的技术是VHDL （ Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，超高速集成电路硬件描述语言）。它是一种 IEEE-1076 标准所法律规范的硬件描述语言,主要用于算法级、寄存器级到门级的多种抽象设计层次的数字系统建模,已成为电子设计自动化（EDA)的一种重要手段。本课程设计的主要目的是：全面熟悉、掌握 VHDL 语言基本知识，掌握利用 VHDL 语言对常用的的组合逻辑电路和时序逻辑电路编程,把编程和实际结合起来，熟悉编制和调试程序的技巧,掌握分析结果的若干有效方法，进一步提高上机动手能力,培育设计综合电路的能力，养成编写文档资料的习惯和法律规范编程的思想。2 智力竞赛抢答器的主要功能设计一个 4 人参加的智力竞赛抢答计时器。该系统具有回答问题时间控制的功能，要求回答问题时间小于等于 100 秒（显示为 0～99），时间显示采纳倒计时方式.当达到限定时间时，发出声响以示警告;当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响,此时抢答器不再接受其他输入信号。智力竞赛抢答器的功能分块如图 2—1 所示。图 2—1 智力竞赛抢答器功能模块划分图该智力竞赛抢答器分为七个模块,分别为：鉴别模块、锁存器模块、转换模块、选择输出模块、倒计时模块、片选模块和显示模块。3 主要功能的实现3。1 鉴别功能鉴别模块 jianbie 如图 3—1 所示,输入信号 CLK 和 CLR，若 CLR=“0",表示无人按键,输出信号 Q 为 0；若 CLR=“1”,表示有人按键，输出信号 Q 为 1。图 3—1 jianbie 模块鉴别模块源代码如下：LIBRARY IEEE； USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY jianbie ISPORT（CLK，CLR:IN STD_LOGIC; Q :OUT STD_LOGIC）；END jianbie；ARCHITECTURE jianbie_mk OF jianbie ISBEGINPROCESS(CLK，CLR）BEGINIF CLR='...