基于OuartusⅡ的電子搶答器設(shè)計(jì)

2.3 電子搶答器定時(shí)與犯規(guī)模塊設(shè)計(jì)

定時(shí)與犯規(guī)模塊的主要功能是用來對(duì)答題限時(shí)。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)時(shí)間計(jì)為0時(shí)，系統(tǒng)將輸出報(bào)警信號(hào)，以對(duì)提前搶答者給予蜂鳴警示并顯示犯規(guī)組別號(hào)碼。

根據(jù)以上功能設(shè)計(jì)要求，該模塊需要設(shè)置一個(gè)倒計(jì)數(shù)器來限制答題時(shí)間，可將其信號(hào)設(shè)為TIme[7..0]。為了使倒計(jì)時(shí)器能夠開始或停止工作，應(yīng)設(shè)置一個(gè)計(jì)時(shí)使能輸入信號(hào)en;為了確定是否有選手提前搶答或超時(shí)答題，可將允許搶答信號(hào)sta和四個(gè)搶答輸入(a、b、c、d)、顯示搶答成功組別 states[3..0]、系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)clk_1hz等作為輸入信號(hào)，而將犯規(guī)報(bào)警器信號(hào)alarm和犯規(guī)組別顯示offender作為輸出信號(hào)。為了使蜂鳴器停止報(bào)警或使系統(tǒng)重新進(jìn)入有效搶答狀態(tài)，應(yīng)設(shè)置系統(tǒng)復(fù)位輸入信號(hào)rst。定時(shí)與犯規(guī)模塊的仿真波形如圖3所示，其中圖3(a)為搶答犯規(guī)及暫停計(jì)時(shí)控制功能的仿真，圖3(b)為答題犯規(guī)控制功能的仿真。

通過圖3(a)可以看出，當(dāng)rst=1時(shí)，搶答無效，倒計(jì)時(shí)器初始值設(shè)為60s;當(dāng)rst=O，且sta=O時(shí)，d組提前搶答，報(bào)警器開始報(bào)警，offen-der顯示犯規(guī)組別“0100”，說明提前犯規(guī)組別為d組。此后主持人按下rst鍵，使rst=1，此時(shí)報(bào)警器停止報(bào)警，系統(tǒng)進(jìn)入初始狀態(tài);而當(dāng)rs-t=O且sta=1，a組搶答成功，計(jì)時(shí)使能信號(hào)en=1。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)clk_lhz的上升沿來時(shí)，倒計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)a組在限定時(shí)間內(nèi)回答完問題，主持人按下計(jì)時(shí)使能信號(hào)，使en=O，倒計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，同時(shí)防止報(bào)警器報(bào)警。

而通過圖3(b)可以看出，當(dāng)rst=O，sta=1時(shí)，a組搶答成功，但沒在限定時(shí)間內(nèi)回答完問題，60s倒計(jì)時(shí)時(shí)間計(jì)為O時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警，offender顯示犯規(guī)組別為“0001”，說明超時(shí)犯規(guī)組別為a組;主持人按下復(fù)位鍵，使rst=l，報(bào)警器停止報(bào)警，offender顯示 “0000”，即將犯規(guī)組別的號(hào)碼清零，系統(tǒng)重新進(jìn)入初始狀態(tài)。