基于OuartusⅡ的電子搶答器設計

2.3 電子搶答器定時(shí)與犯規模塊設計

定時(shí)與犯規模塊的主要功能是用來(lái)對答題限時(shí)。當倒計時(shí)時(shí)間計為0時(shí)，系統將輸出報警信號，以對提前搶答者給予蜂鳴警示并顯示犯規組別號碼。

根據以上功能設計要求，該模塊需要設置一個(gè)倒計數器來(lái)限制答題時(shí)間，可將其信號設為T(mén)Ime[7..0]。為了使倒計時(shí)器能夠開(kāi)始或停止工作，應設置一個(gè)計時(shí)使能輸入信號en;為了確定是否有選手提前搶答或超時(shí)答題，可將允許搶答信號sta和四個(gè)搶答輸入(a、b、c、d)、顯示搶答成功組別 states[3..0]、系統時(shí)鐘信號clk_1hz等作為輸入信號，而將犯規報警器信號alarm和犯規組別顯示offender作為輸出信號。為了使蜂鳴器停止報警或使系統重新進(jìn)入有效搶答狀態(tài)，應設置系統復位輸入信號rst。定時(shí)與犯規模塊的仿真波形如圖3所示，其中圖3(a)為搶答犯規及暫停計時(shí)控制功能的仿真，圖3(b)為答題犯規控制功能的仿真。

通過(guò)圖3(a)可以看出，當rst=1時(shí)，搶答無(wú)效，倒計時(shí)器初始值設為60s;當rst=O，且sta=O時(shí)，d組提前搶答，報警器開(kāi)始報警，offen-der顯示犯規組別“0100”，說(shuō)明提前犯規組別為d組。此后主持人按下rst鍵，使rst=1，此時(shí)報警器停止報警，系統進(jìn)入初始狀態(tài);而當rs-t=O且sta=1，a組搶答成功，計時(shí)使能信號en=1。當時(shí)鐘信號clk_lhz的上升沿來(lái)時(shí)，倒計時(shí)器開(kāi)始計時(shí)，當a組在限定時(shí)間內回答完問(wèn)題，主持人按下計時(shí)使能信號，使en=O，倒計時(shí)器停止計時(shí)，同時(shí)防止報警器報警。

而通過(guò)圖3(b)可以看出，當rst=O，sta=1時(shí)，a組搶答成功，但沒(méi)在限定時(shí)間內回答完問(wèn)題，60s倒計時(shí)時(shí)間計為O時(shí)，報警器開(kāi)始報警，offender顯示犯規組別為“0001”，說(shuō)明超時(shí)犯規組別為a組;主持人按下復位鍵，使rst=l，報警器停止報警，offender顯示 “0000”，即將犯規組別的號碼清零，系統重新進(jìn)入初始狀態(tài)。