數(shù)字EDA實(shí)訓(xùn)，求大神用VHDL幫忙寫個(gè)智力搶答器程序

一、智力競賽搶答器的設(shè)計(jì)

1、搶答器的功能描述

智力競賽作為一種生動(dòng)活潑的教育形式和方法，它通過搶答和必答等方式引起參賽者和觀眾的興趣。進(jìn)行智力競賽時(shí)，一般分為若干組，主持人對參賽各組提出的問題，分為必答題和搶答題兩種。答題有時(shí)間限制，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未能回答完問題，則發(fā)出超時(shí)警告。對搶答題，要準(zhǔn)確判斷哪組優(yōu)先，予以指示和鳴叫�；卮饐栴}的正確與否，由主持人判別并進(jìn)行加分或減分，成績評定結(jié)果通過電子裝置顯示。

  現(xiàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)智力競賽搶答器，要求具有如下功能：

2、設(shè)計(jì)任務(wù)

（4）、對回答問題所用的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)、顯示、超時(shí)報(bào)警；

（5）、可以預(yù)置回答問題的時(shí)間；

（6）、同時(shí)具有復(fù)位功能，倒計(jì)時(shí)啟動(dòng)功能；

（7）、主持人對搶答結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，隨后，給出倒計(jì)時(shí)允許信號(hào)，開始回答問題，計(jì)數(shù)顯示器則從初始值開始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)至0時(shí)，停止計(jì)數(shù)，揚(yáng)聲器發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)，以中止未回答問問題者回答問題；

（8）、當(dāng)主持人給出倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)禁止信號(hào)時(shí)，揚(yáng)聲器停止鳴叫；

（9）、如參賽者在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成回答問題，主持人可以給出倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)禁止信號(hào)，以免揚(yáng)聲器鳴叫。

**（10）、按下復(fù)位鍵，又可以開始新一輪的搶答。

1、 搶答器的設(shè)計(jì)（完整功能的設(shè)計(jì)）

根據(jù)以上對搶答器的功能要求，把要設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)劃分為五個(gè)功能模塊：搶答信號(hào)判別電路，最先搶答的臺(tái)號(hào)顯示控制電路，分頻電路，倒計(jì)時(shí)及計(jì)時(shí)值顯示電路，揚(yáng)聲器控制電路。如圖1.1所示。

2、 設(shè)計(jì)思路（根據(jù)圖1.1）

搶答器的輸入信號(hào)為：搶答信號(hào)A，B，C，D，高電平有效（按下?lián)尨疰I時(shí)為高電平）。復(fù)位（初始化）信號(hào)INI，高電平有效。當(dāng)INI有效時(shí)，搶答信號(hào)判別電路清零，為判別優(yōu)先搶答信號(hào)做好準(zhǔn)備；倒計(jì)時(shí)電路則置入預(yù)置時(shí)間，以8421BCD碼的形式送出顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)。倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)允許/禁止信號(hào)EN。EN為高電平，允許計(jì)數(shù)；EN為低電平，禁止計(jì)數(shù)。預(yù)置時(shí)間信號(hào)ti，以8421碼形式輸入倒計(jì)時(shí)的時(shí)間初值。預(yù)置控制信號(hào)test，高電平有效；test為高電平時(shí)，將ti的值鎖存到倒計(jì)時(shí)電路。輸入時(shí)鐘信號(hào)CLK一方面作為揚(yáng)聲器控制電路的輸入信號(hào)，另一方面作為搶答信號(hào)判別電路中鎖存器的時(shí)鐘。

  搶答器的輸出信號(hào)為：臺(tái)號(hào)顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)O2—O0，為BCD碼形式；系統(tǒng)復(fù)位時(shí)為“000”，進(jìn)行搶答時(shí)，顯示優(yōu)先搶答臺(tái)號(hào)。時(shí)間顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)time，為8421BCD碼的形式，顯示倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)信號(hào)bell，它是輸入時(shí)鐘經(jīng)選通后的輸出。

搶答信號(hào)判別電路在系統(tǒng)復(fù)位后，對A，B，C，D四路搶答信號(hào)進(jìn)行判別，輸出端G3—G0與A—D一一對應(yīng)，優(yōu)勝者對應(yīng)的G為“1”，其余的G為“0”，且將結(jié)果鎖存。完成搶答判別的同時(shí)，輸出端R端輸出有效信號(hào)，對揚(yáng)聲器進(jìn)行選通。

分頻電路用與產(chǎn)生倒計(jì)時(shí)電路所需要的周期為1s的時(shí)鐘脈沖，分頻系數(shù)視輸入時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率而定。

臺(tái)號(hào)顯示控制電路將輸入信號(hào)G3—G0轉(zhuǎn)換為BCD碼，以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，顯示臺(tái)號(hào)。

倒計(jì)時(shí)及時(shí)間顯示控制電路由ti,test信號(hào)預(yù)置答題時(shí)間；由復(fù)位信號(hào)INI將答題時(shí)間作為初值賦給倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器；由計(jì)數(shù)允許信號(hào)EN 啟動(dòng)計(jì)數(shù)。輸出信號(hào)為time，sel和out，其中sel和out為揚(yáng)聲器選通信號(hào)。

揚(yáng)聲器控制電路使系統(tǒng)只在兩種情況下輸出驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的脈沖信號(hào)：一種是倒 時(shí)計(jì)數(shù)器處于禁止計(jì)數(shù)狀態(tài)（EN無效），并且完成初始化，開始對搶答信號(hào)進(jìn)行判別，當(dāng)某參賽組搶先按下按鍵，系統(tǒng)在輸出該組臺(tái)號(hào)信息的同時(shí)，輸出脈沖信號(hào)；一種是確認(rèn)優(yōu)先搶答的參賽組后，啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)（使EN有效），當(dāng)計(jì)數(shù)到“0”時(shí)，輸出脈沖信號(hào)。