1、现代电子系统设计综合题目 草鱼 草鱼 抢答器 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 班级 ： pork电子信息工程（ 4）班 草鱼 草鱼 姓名 ： pork尹燕宁 草鱼 草鱼 学号 ： pork07090403 草鱼 草鱼 日期 ： pork2011-12-14 草鱼 草鱼 合作者 ： pork王启俊 草鱼 草鱼 草鱼 摘要 草鱼 按照 抢答器的设计 要求 ， 鲤鱼 本设计主要实现以下 基本 功能 ： pork草鱼 (1) 草鱼 抢答器可以容纳四组参赛队进行抢答 。 草鱼草鱼 (2)系统复位后进入抢答状态 ， 鲤鱼 抢答开始后 20 秒倒计时 ， 鲤鱼 20 秒倒计时后无人抢答 显示超时
2、， 鲤鱼 并报警 。 草鱼草鱼 (3)能显示抢答台号 ， 鲤鱼 且一组抢答后 ， 鲤鱼 则不接纳其他组抢答 。 草鱼草鱼 根据其设计要求 ， 鲤鱼 经过仔细试验和比较开始时所设想的两种方案 ， 鲤鱼- 2 - 采用了以下方案以满足要求 ： pork倒计时模块应用动态显示方法显示两位变化的数字 ， 鲤鱼 倒计时过程中无人抢答则在计时结束后触发 bell 信号发出报警声表示超时 ， 鲤鱼 有人抢答时则首先按下按钮的人通过一个 stop信号屏蔽掉 其他人的抢答信号 ， 鲤鱼 且不再计时 。 草鱼草鱼 在具体实现方案时 ， 鲤鱼 根据给定的电子综合设计实验箱的模块和已有元件的限制 ， 鲤鱼 对方案 进
3、行了如下调整和补充 ： pork首先是进行时钟信号分频 ，鲤鱼 由给定的 50MHz 的时钟分成 1Hz， 鲤鱼 以实现按秒倒计时 ； pork其次是倒计时显示的两位数字 ， 鲤鱼 由于只有一个静态显示数码管且被用于显示抢答台号 ， 鲤鱼 所以必须运用动态显示 来进行两位数字的显示和控制 ； pork最后是复位后的初值设定 ， 鲤鱼 以使上一次抢答的结果不会影响下一次的抢答过程 ， 鲤鱼 增加电路的稳定性 。 草鱼草鱼 经过仿真以及实验 ， 鲤鱼 本设计能够圆满完成设计要求 ， 鲤鱼 且具有电路简洁 、pork方案易懂 、 pork操作方便 、 pork抗干扰性强等特点 ， 鲤鱼 经过适 当的
4、 轻微 改造即可作为实际比赛时的四组抢答器 ， 鲤鱼 效果良好 。 草鱼草鱼 草鱼 目录 草鱼 方案的论证与设计 草鱼 草鱼 理论计算 草鱼 草鱼 电路图及相关设计文件 草鱼 草鱼 仿真与测试分析 草鱼 草鱼 - 3 - 设计总结 草鱼 草鱼 参考文献 草鱼 草鱼 附件（含完整电路图 、 porkVHDL 设计文件） 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 方案的论证与设计 草鱼 为 便于进行电路的方案设计和模块化设计 ， 鲤鱼 首先根据要求画出实现抢答器功能的系统框图如下所示 ： pork草鱼 草鱼 根据其设计要求 ， 鲤鱼 按照现有的知识水平和实验设备 ， 鲤鱼 提出了以下两
5、种实现抢答器的方案 ： pork草鱼 （一）倒计时部分 采用静态显示 ， 鲤鱼 方便简单 。 草鱼草鱼 控制器 计数器 倒计时显示 显示抢 答台 号 计数 结束 计 数开始 开始 计时时钟 抢 草鱼答 草鱼信 草鱼号 - 4 - 四人抢答部分根据 抢答 信号的高低来判断是否继续倒计时并且屏蔽掉其他后来的抢答信号 。 草鱼 但这样做时代码冗长且最大的缺陷在于 ， 鲤鱼一般抢答器按钮属于按下后立即恢复（即由高电平变为低电平再恢复高电平）的形式 ， 鲤鱼 这样在它恢复高电平之后会触发倒计时模块继续计时且可能接纳其他组的抢答信号 ， 鲤鱼 从而变成最后一个 按下按钮的反而抢答成功 ， 鲤鱼 这样是错误
6、的 。 草鱼草 鱼 分频部分采用 2n分频 ， 鲤鱼 计算出合适的 n让 2n接近于 50000000， 鲤鱼 这样就可以利用曾经学习过的分频器来分频 ， 鲤鱼 这样做虽然简单但不够精确 ， 鲤鱼 倒计时时可能与实际的秒表计时相比误差很大 。 草鱼草鱼 （二）倒计时部分采用动态显示 ， 鲤鱼 这是由给定的 实验箱的元器件的限制而必须采用的方法 ， 鲤鱼 实验箱中有 8 个动态显示数码管 ， 鲤鱼 取其前两个 ，鲤鱼 但仍须用动态显示方法显示倒计时的数字 。 草鱼草鱼 四人抢答部分通过 一个 stop 信号 来实现 第一个抢答 信号到达之后就忽略其他信号 ， 鲤鱼 当 第一个 信号到达后 sto
7、p=1， 鲤鱼 同时使 倒计时停止和屏蔽掉其他后来信号 ， 鲤鱼 这样做代码简单且达到了预期的效果 。 草鱼草鱼 分频部分为让计时更加精确 ， 鲤鱼 采用了一个计数信号 i， 鲤鱼 时钟脉冲为50MHz， 鲤鱼 则 每当 i 计到 50000000则让倒计时减少 1 秒 ， 鲤鱼 这样做减小了误差 ， 鲤鱼 提高了计时精确性 。 草鱼草鱼 经过上述两种方案的分析与比较 ， 鲤鱼 可以看到第二种方案具有很高的正确性和一些第一种方案所不具有的优点 ， 鲤鱼 综合考虑现有设备及抢答器设计的可靠性 、 pork精确性和简洁性 ， 鲤鱼 最终 决定采用第二种方案来编写VHDL 语言和设计电路图 。 草鱼
8、草鱼 草鱼 - 5 - 草鱼 理 论计算 草鱼 本设计 需要的理论计算主要是以下几个方面 ： pork草鱼 计数信号 i 的二进制位数 ： pork由于要求 i 最大要计到 50000000， 鲤鱼 所以应该有 2n 50000000,解得 n应该不小于 26位 ， 鲤鱼 取位数 n=26。 草鱼草鱼 每个数字的七段编码 ： pork草鱼 0 1111110， 鲤鱼 草鱼 草鱼 草鱼 1 0110000 草鱼 2 1101101， 鲤鱼 草鱼 草鱼 草鱼 3 1111001 草鱼 草鱼草鱼 4 0110011， 鲤鱼 草鱼 草鱼 草鱼 5 1011011 草鱼 6 1011111， 鲤鱼 草鱼
9、 草鱼 草鱼 7 1110010 草鱼 草鱼草鱼 8 1111111， 鲤鱼 草鱼 草鱼 草鱼 9 1111011 草鱼 草鱼 第三章 草鱼 草鱼电路图及相关设计文件 草鱼 1设计程序如下 ： pork草鱼 模块一 ： pork抢答信号输入以及计时模块（用 VHDL语言编写） 草鱼 library 草鱼 ieee;pork草鱼 use 草鱼 ieee.std_logic_1164.all;por k草鱼 use 草鱼 ieee.std_logic_unsigned.all;por k草鱼 草鱼 ENTITY 草鱼 qdq 草鱼 IS 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 PORT 草鱼草鱼 草鱼 草鱼
10、 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 (CLK:IN 草鱼 std_logic;por k草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 A,B,C,D:IN 草鱼 std_logic;por k草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 rst:IN 草鱼 std_logic;por k草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 qh:OUT 草鱼 std_logic_vector(6 草鱼 downto 草鱼 0);pork草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 ql:OUT 草鱼 std_logic_vector(6 草鱼
11、downto 草鱼 0);pork草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 q:BUFFER 草鱼 std_logic_vector(6 草鱼 downto 草鱼 0);pork草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 bell:OUT 草鱼 std_logic 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草 鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 );pork草鱼 END 草鱼 qdq;pork草鱼 草鱼 - 6 - ARCHITECTURE 草鱼 behave 草鱼 OF 草鱼 qdq 草鱼 IS 草鱼 SIGNAL 草鱼
12、 j:std_logic_vector(4 草鱼 downto 草鱼 0);pork草鱼 signal 草鱼 i:std_logic_vector(25 草鱼 downto 草鱼 0);pork草鱼 SIGNAL 草鱼 stop:std_logic;por k草鱼 BEGIN 草鱼 草鱼 草鱼草鱼 草鱼 草鱼 PROCESS(CLK,rst,A,B,C,D)草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 BEGIN 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 IF(rst=0) 草鱼 then 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 jqhqhqhqhqhqhqhqhqhqhqhqh 草鱼 qh 草鱼 qhqh
13、qh 草鱼 qhqhqhqh 草鱼 seg 草鱼 seg=qh 草鱼 ;pork 草鱼 scan=“01111111“;por k草鱼 草鱼 - 9 - 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 end 草鱼 case;pork草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 end 草鱼 process;pork草鱼 草鱼 end 草鱼 behave;por k草鱼 草鱼 生成元件如下 ： pork草鱼 c v 8in s tqh6.0ql 6.0c lks eg6.0s c an7.0草鱼 模块三 ： pork模块一与模块二的连接（用图形
14、输入方式设计） 草鱼 V C Cc lkI N P U TABCV C CD I N P U Trs tq 6. . 0O U T P U Tbe llO U T P U Ts eg 6. . 0O U T P U Tc an 7. . 0qh 6. . 0qlc lks eg 6. . 0c an 7. . 0c v 8ins tC LKABDrs tqh 6. . 0qlq 6. . 0bellqdqins t 2P I N _ 2 78P I N _ 7 893 0P I N _ 1234P I N _ 566 2P I N _ 3P I N _ 9 1256P I N _ 9 7890
15、 0P I N _ 8 12348 567草鱼第四章 草鱼 草鱼 草鱼仿真与测试分析 草鱼 根据设计要求 ， 鲤鱼 现对其功能进行两方面的仿真 ： pork草鱼 系统复位后进入抢答状 态 ， 鲤鱼 抢答开始后 20 秒倒计时 ， 鲤鱼 20 秒倒计时后无人抢答显示超时 ， 鲤鱼 并报警 。 草鱼草鱼 - 10 - 草鱼 2能显示抢答台号 ， 鲤鱼 且最快的一组抢答后 ， 鲤鱼 则不接纳其他组抢答 。 草鱼草鱼 草鱼 分析 ： pork图中 B 组首先抢答 ， 鲤鱼 然后 A 组抢答 ， 鲤鱼 仿真结果显示 B 组抢答后 ， 鲤鱼 倒计时 qh， 鲤鱼 ql 两位 数字 不再变化即计时停止 ， 鲤鱼 同时抢答台号输出段码为 6DH（ 1101101） ， 鲤鱼 表示 2， 鲤鱼 即最终接受了 B组的首先抢答信号而忽略了后来的 A 组的抢答信号 。 草鱼草鱼 草鱼 草鱼
