基于VHDL的搶答器的設計
一、 實驗目的1、熟悉四人搶答器的工作原理。
2、 加深對VHDL語言的理解。
3、 掌握EDA開發(fā)的基本流程。
二、 實驗原理
搶答器在各類競賽性質(zhì)的場合得到了廣泛的應用，它的出現(xiàn)，消除了原來由于人眼的誤差而未能正確判斷最先搶答的人的情況。
搶答器的原理比較簡單，首先必須設置一個搶答允許標志位，目的就是為了允許或者禁止搶答者按按鈕；如果搶答允許位有效，那么第一個搶答者按下的按鈕就將其清楚，同時記錄按鈕的序號，也就是對應的按按鈕的人，這樣做的目的是為了禁止后面再有人按下按鈕的情況。總的說來，搶答器的實現(xiàn)就是在搶答允許位有效后，第一個按下按鈕的人將其清除以禁止再有按鈕按下，同時記錄清楚搶答允許位的按鈕的序號并顯示出來，這就是搶答器的實現(xiàn)原理。
三、 實驗內(nèi)容
本實驗的任務是設計一個四人搶答器，用按鍵模塊的K8來作搶答允許按鈕，用BT1～BT4來表示1號搶答者～4號搶答者，同時用LED模塊的D1～D4分別表示于搶答者對應的位置。具體要求為：按下BT8一次，允許一次搶答，這時BT1～BT4中第一個按下的按鍵將搶答允許位清除，同時將對應的LED點亮，用來表示對應的按鍵搶答成功。數(shù)碼管顯示對應搶答成功者的號碼。
四、 實驗步驟
1、 打開QUARTUSII軟件，新建一個工程。
2、 建完工程之后，再新建一個VHDL File，打開VHDL編輯器對話框。
3、 按照實驗原理和自己的想法，在VHDL編輯窗口編寫VHDL程序，用戶可參照光盤中提供的示例程序。
4、 編寫完VHDL程序后，保存起來。方法同實驗一。
5、 對自己編寫的VHDL程序進行編譯并仿真，對程序的錯誤進行修改。
6、 編譯仿真無誤后，根據(jù)用戶自己的要求進行管腳分配。分配完成后，再 進 行全編譯一次，以使管腳分配生效。
7、 根據(jù)實驗內(nèi)容用實驗導線將上面管腳分配的FPGA管腳與對應的模塊連接起來。
如果是調(diào)用的本書提供的VHDL代碼，則實驗連線如下：
START：允許搶答信號，接一個按鍵開關(guān)BT8。
K1、K2、K3、K4：搶答者輸入信號，接四個按鍵開關(guān)BT1、BT2、BT3、BT4。
LEDAG[6..0]：數(shù)碼管顯示信號，接數(shù)碼管的G、F、E、D、C、B、A。
DOUT[3..0]: 搶答成功者顯示信號，接四個LED燈D4、D3、D2、D1。
8、 用下載電纜通過JTAG口將對應的sof文件加載到FPGA中。觀察實驗結(jié)果是否與自己的編程思想一致。
五、 實驗結(jié)果與現(xiàn)象
以設計的參考示例為例，當設計文件加載到目標器件后，確認信號連接線已正確連接，按下按鍵開關(guān)的BT8按鍵，表示開始搶答。然后，同時按下BT1-BT4，首先按下的鍵的鍵值被數(shù)碼管顯示出來，對應的LED燈被點亮。與此同時，其它按鍵失去搶答作用。
六、 實驗報告
1、 繪出仿真波形，并作說明。
2、 將實驗原理、設計過程、編譯仿真波形和分析結(jié)果、硬件測試結(jié)果記錄下來。