電子搶答器的EDA設計與實(shí)現

0 引言
數字搶答器控制系統在現今許多工廠(chǎng)、學(xué)校和電視臺等單位所舉辦的各種知識競賽中起著(zhù)不可替代的作用?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/EDA">EDA技術(shù)設計的電子搶答
器，以其價(jià)格便宜、安全可靠、使用方便而受到了人們的普遍歡迎。本文以現場(chǎng)可編程邏輯器件(FPGA)為設計載體，以硬件描述語(yǔ)言VHDL為主要表達方式，以OuartusⅡ開(kāi)發(fā)軟件和GW48EDA開(kāi)發(fā)系統為設計工具設計的電子搶答器，具有搶答鑒別與鎖存功能以及60秒答題限時(shí)功能、對搶答犯規的小組進(jìn)行警告和對各搶答小組進(jìn)行相應的成績(jì)加減操作等功能。

1 電子搶答器的功能
該電子搶答器實(shí)現的功能主要包括四項操作：
(1)第一搶答信號的鑒別和鎖存
該電子搶答器共設4個(gè)組別，每組控制一個(gè)搶答開(kāi)關(guān)，分別為a，b，c，d。在主持人發(fā)出搶答指令后，若有參賽者按搶答器按鈕，則該組指示燈亮，同時(shí)顯示器顯示出搶答者的組別。同時(shí)，電路處于自鎖狀態(tài)，以使其他組的搶答器按鈕不起作用。
(2)計時(shí)功能
在初始狀態(tài)時(shí)。主持人可以設置答題時(shí)間的初時(shí)值。在主持人對搶答組別進(jìn)行確認，并給出倒計時(shí)計數開(kāi)始信號以后，搶答者便可開(kāi)始回答問(wèn)題。此時(shí)，顯示器從初始值開(kāi)始倒計時(shí)，計至0時(shí)停止計數，同時(shí)揚聲器發(fā)出超時(shí)報警信號。若參賽者在規定的時(shí)間內回答完問(wèn)題，主持人即可給出計時(shí)停止信號，以免揚聲器鳴叫。
(3)計分功能
在初始狀態(tài)時(shí)，主持人可以給每組設置初始分值。每組搶答完后，由主持人打分，答對一次加1分，答錯一次減1分。
(4)犯規設置
對提前搶答者和超時(shí)搶答者給予蜂鳴警示，并顯示犯規組別。

2 電子搶答器的結構原理
2．1 電子搶答器的整體結構
電子搶答器的整體結構如圖1所示。它包括鑒別與鎖存模塊、定時(shí)與犯規設置模塊以及計分模塊。