電子搶答器的EDA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

0 引言
數(shù)字搶答器控制系統(tǒng)在現(xiàn)今許多工廠、學(xué)校和電視臺(tái)等單位所舉辦的各種知識(shí)競(jìng)賽中起著不可替代的作用?；?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/EDA">EDA技術(shù)設(shè)計(jì)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(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件(FPGA)為設(shè)計(jì)載體，以硬件描述語(yǔ)言VHDL為主要表達(dá)方式，以O(shè)uartusⅡ開(kāi)發(fā)軟件和GW48EDA開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)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(duì)搶答犯規(guī)的小組進(jìn)行警告和對(duì)各搶答小組進(jìn)行相應(yīng)的成績(jī)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(xiàn)的功能主要包括四項(xiàng)操作：
(1)第一搶答信號(hào)的鑒別和鎖存
該電子搶答器共設(shè)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(jì)時(shí)功能
在初始狀態(tài)時(shí)。主持人可以設(shè)置答題時(shí)間的初時(shí)值。在主持人對(duì)搶答組別進(jìn)行確認(rèn)，并給出倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)開(kāi)始信號(hào)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(jì)時(shí)，計(jì)至0時(shí)停止計(jì)數(shù)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)。若參賽者在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)回答完問(wèn)題，主持人即可給出計(jì)時(shí)停止信號(hào)，以免揚(yáng)聲器鳴叫。
(3)計(jì)分功能
在初始狀態(tài)時(shí)，主持人可以給每組設(shè)置初始分值。每組搶答完后，由主持人打分，答對(duì)一次加1分，答錯(cuò)一次減1分。
(4)犯規(guī)設(shè)置
對(duì)提前搶答者和超時(shí)搶答者給予蜂鳴警示，并顯示犯規(guī)組別。

2 電子搶答器的結(jié)構(gòu)原理
2．1 電子搶答器的整體結(jié)構(gòu)
電子搶答器的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。它包括鑒別與鎖存模塊、定時(shí)與犯規(guī)設(shè)置模塊以及計(jì)分模塊。