VHDL四人搶答器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

VHDL四人搶答器實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目：硬件描述語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)十三：四人搶答器姓名：***學(xué)號(hào)：***地點(diǎn)：主樓402時(shí)間：５月９日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模哼M(jìn)一步練習(xí)VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)工程的建立與仿真的步驟和方法、熟悉VHDL語(yǔ)言基本設(shè)計(jì)實(shí)體的編寫方法。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境：PC個(gè)人計(jì)算機(jī)、WindowsXP操作系統(tǒng)、QuartusII集成開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件。三、設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)四人搶答的搶答器的邏輯模塊，模塊功能如下描述：（1）上一輪搶答結(jié)束后，主持人按下清零按鈕，系統(tǒng)初始化，此時(shí)除了禁止搶答燈外，所有燈滅，而禁止搶答燈亮。（2）主持人按下允許搶答按鈕，允許搶答燈亮，模塊開(kāi)始計(jì)時(shí)；當(dāng)達(dá)到設(shè)定的允許搶答的時(shí)間時(shí)，允許搶答燈滅，禁止搶答燈亮。（3）參賽選手在允許搶答的時(shí)間內(nèi)按下自己的搶答按鈕，誰(shuí)第一個(gè)按下，他的搶答成功燈亮，其他選手在搶答無(wú)效。（4）選手在禁止搶答的時(shí)間段按下?lián)尨鸬陌粹o，他的犯規(guī)燈亮，多個(gè)選手犯規(guī)，他們的犯規(guī)燈都亮。由上述功能可確定模塊的引腳：每個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)一個(gè)輸入信號(hào)，按鈕按下輸入為高電平；每個(gè)燈對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出信號(hào)，輸出高電平燈亮。為了計(jì)時(shí)，還有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入，允許搶答的時(shí)間為16個(gè)時(shí)鐘周期。四、設(shè)計(jì)思想：搶答器主要由兩個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)功能：（一）搶答鑒別及鎖存模塊根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首先要有清零按鈕clr，主持人控制按鈕en，四人搶答按鈕a、b、c、d，并由dsp顯示搶答成功的選手號(hào)碼，用wrg_lgt表示犯規(guī)燈，用fbd_lgt表示禁止搶答燈，用alw_lgt表示允許搶答燈。為了實(shí)現(xiàn)當(dāng)有選手搶答后鎖存電路使其他選手無(wú)法搶答的功能，設(shè)置兩個(gè)鎖存信號(hào)temp1、temp2。按下清零開(kāi)關(guān)（clr=1)，tmp1、tmp2=0，若主持人未按下允許搶答按鈕（en=0），即禁止搶答燈亮（alw_lgt=1)時(shí)，有人搶答，則tmp2=1，關(guān)閉搶答電路，犯規(guī)選手的犯規(guī)燈亮；若主持人按下允許搶答開(kāi)關(guān)（en=1）后，即允許搶答燈亮（alw_lgt=1)時(shí)，有人搶答，則tmp1=1，關(guān)閉搶答電路，搶答成功選手的搶答成功燈亮。（二）倒計(jì)時(shí)模塊用４位二進(jìn)制矢量count表示搶答倒計(jì)時(shí)，從“1111”到“0000”表示16個(gè)時(shí)鐘周期，由給定的時(shí)鐘信號(hào)clk觸發(fā)。主持人按下允許搶答按鈕（en=1）后，開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。為實(shí)現(xiàn)有人搶答則暫停計(jì)時(shí)及16個(gè)時(shí)鐘周期后停止計(jì)時(shí)的功能，設(shè)置暫停鎖存信號(hào)tmp3，按下清零開(kāi)關(guān)（clr=1）后，tmp3=0，主持人按下允許搶答按鈕（en=1）后，開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，若有人搶答，則tmp3=1，暫停倒計(jì)時(shí)；若一直無(wú)人搶答，當(dāng)16個(gè)時(shí)鐘周期結(jié)束（count=“0000”）時(shí)，則tmp3=1，停止倒計(jì)時(shí)。五、電路圖仿真電路圖如下：六、仿真波形（一）有人搶答時(shí)仿真波形圖1由圖1可知，clr=1，系統(tǒng)進(jìn)入初始狀態(tài)，即count=（二）無(wú)人搶答時(shí)仿真波形圖2由圖2可知，en=1，16個(gè)時(shí)鐘周期的時(shí)間（count=七、程序代碼libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityqaisport(clr:instd_logic;--清零按鈕clk:instd_logic;--時(shí)鐘信號(hào)en:instd_logic;--主持人控制按鈕a,b,c,d:instd_logic;--四個(gè)人的搶答按鈕fbd_lgt:outstd_logic;--禁止搶答燈alw_lgt:outstd_logic;--允許搶答燈wrg_lgt:outstd_logic_vector(3downto0);--犯規(guī)燈dsp:outstd_logic_vector(3downto0);--搶答結(jié)果顯示count:outstd_logic_vector(3downto0)--計(jì)時(shí)信號(hào));endqa;architecturertlofqaissignaldsp1:std_logic_vector(3downto0);--四人搶答成功顯示signalcount1:std_logic_vector(3downto0);--計(jì)時(shí)信號(hào)signaltmp1,tmp2,tmp3:std_logic;--鎖存signalwrg_lgt1:std_logic_vector(3downto0);--犯規(guī)燈signalfbd_lgt1:std_logic;--禁止搶答燈signalalw_lgt1:std_logic;--允許搶答燈beginprocess(clr,en,tmp1,tmp2,a,b,c,d)beginifclr='1'thentmp1tmp2fbd_lgt1alw_lgt1dsp1wrg_lgt1elsifen='1'thenalw_lgt1fbd_lgt1iftmp1='0'thenifa='1'thentmp1dsp1endif;ifb='1'thentmp1dsp1endif;ifc='1'thentmp1dsp1endif;ifd='1'thentmp1dsp1endif;endif;elsifen='0'thenalw_lgt1fbd_lgt1iftmp2='0'thenifa='1'thentmp2wrg_lgt1endif;ifb='1'thentmp2wrg_lgt1endif;ifc='1'thentmp2wrg_lgt1endif;ifd='1'thentmp2wrg_lgt1endif;endif;endif;endprocess;process(clr,clk,tmp1,tmp3)beginif(clk'eventandclk='1')thenifclr='1'thencount1tmp3elsifen='1'andtmp1='0'andtmp3=