電子搶答器的EDA設計與實現(xiàn)

0 引言
數(shù)字搶答器控制系統(tǒng)在現(xiàn)今許多工廠、學校和電視臺等單位所舉辦的各種知識競賽中起著不可替代的作用?；?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/EDA">EDA技術設計的電子搶答
器，以其價格便宜、安全可靠、使用方便而受到了人們的普遍歡迎。本文以現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPGA)為設計載體，以硬件描述語言VHDL為主要表達方式，以OuartusⅡ開發(fā)軟件和GW48EDA開發(fā)系統(tǒng)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秒答題限時功能、對搶答犯規(guī)的小組進行警告和對各搶答小組進行相應的成績加減操作等功能。

1 電子搶答器的功能
該電子搶答器實現(xiàn)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個組別，每組控制一個搶答開關，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，同時顯示器顯示出搶答者的組別。同時，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)計時功能
在初始狀態(tài)時。主持人可以設置答題時間的初時值。在主持人對搶答組別進行確認，并給出倒計時計數(shù)開始信號以后，搶答者便可開始回答問題。此時，顯示器從初始值開始倒計時，計至0時停止計數(shù)，同時揚聲器發(fā)出超時報警信號。若參賽者在規(guī)定的時間內回答完問題，主持人即可給出計時停止信號，以免揚聲器鳴叫。
(3)計分功能
在初始狀態(tài)時，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(guī)設置
對提前搶答者和超時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、定時與犯規(guī)設置模塊以及計分模塊。