fpga智能抢答器设计

基于单片机的智能竞赛抢答器设计

2010年6月

摘 要

抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的制作复杂，有的可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。

本设计是以八路抢答为基本理念，考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时驱动数码管正确显示时间。

系统能够实现：主持人按下开始按钮后抢答方有效；抢答限定时间和回答问题时间可在1-99s内任意设定；显示抢答选手号；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后主控强制复位。

关键词：AT89C52； LED数码管；抢答器；计时

I

Abstract

As a tool, the Quiz Buzzer Device has been widely used in all kinds of intelligence and knowledge contests occasions.

目 录

第一节 引 言????????????????????????1

1.1 智能抢答器的介绍…………………………………………1 1.2 设计任务……………………………………………………1

第二节

单片机简介?????????????????2 2.1 8051单片机的主要性能……………………………………2 2.2 信号引脚的介绍……………………………………………2 2.3 信号引脚的第二功能………………………………………3 2.4 引脚的第一、第二功能会不会混淆???????????3

第三节 设计方案的比较??????????????????????5

3.1 原始方案……………………………………………………5 3.2 最终方案………………………………………………6

第四节 硬件设计介绍????????????????????7

4.1 74LS47译码器?????????????????????7 4.2 LM358?????????????????????????8 4.3 硬件部分工作原理???????????????????8

第五节 软件设计介绍??????????????????????10

基于单片机的智能竞赛抢答器设计

2010年6月

摘 要

抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的制作复杂，有的可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。

本设计是以八路抢答为基本理念，考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时驱动数码管正确显示时间。

系统能够实现：主持人按下开始按钮后抢答方有效；抢答限定时间和回答问题时间可在1-99s内任意设定；显示抢答选手号；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后主控强制复位。

关键词：AT89C52； LED数码管；抢答器；计时

I

Abstract

As a tool, the Quiz Buzzer Device has been widely used in all kinds of intelligence and knowledge contests occasions.

EDA课程设计四路电子抢答器设计

基于FPGA四路电子抢答器设计

基于FPGA四路电子抢答器设计

摘要：介绍一种基于FPGA的抢答器设计，给出了顶层电路原理图和主模块的部分VHDL源程序。利用MAX＋PLUSⅡ开发平台完成了编译、仿真，并下载到EPF10K10LC84-4器件中进行测试。该抢答器不仅能实现互锁、自锁和倒计时功能，而且能用声音、数码管准确提示抢答的优先结果和犯规情况，具有广泛的应用前景。

关键词：抢答器；FPGA；VHDL；仿真

EDA课程设计四路电子抢答器设计

Abstrsct :This paper introduces the design of answering racer based on FPGA．The toplayer schematic and parts of VHDL source

Program are presented．Its encoding and simulation are compeleted with MAX＋PLUSⅡ．The program is tested by EPF10LC84-4．The function of interlock，self lock and invert counter

附件1： 学 号：

0121211350414

课 程 设 计

题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

智能抢答器的设计与应用

自动化学院 电气工程及其自动化

电气1204 许飞 王宏

2014 年 6 月 25 日

课程设计任务书

学生姓名： 许飞 专业班级： 电气1204 指导教师： 王宏 工作单位： 自动化学院 题 目： 智能抢答器的设计与制作 初始条件：

（1）可同时供８名选手抢答输入，每人一个开关； （2）稳定显示与输入开关编号相对应的数字0-7； （3）主持人一个开关以控制开始或显示清0

（4）当有人抢答时，其对应编号立即显示并锁存，且其他选手被禁止 选作: 设计具有定时抢答功能的电路，由主持人预先设定时间

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体

要求）

（1） 设计任务及要求 （2） 方案比较及认证 （3） 系统框图，原理说明

（4） 硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 （5） 调试记录及结果分析 （6） 对成果的评价及改进方法 （7） 总结（收获

基于VHDL的智能抢答器

基于VHDL的智能抢答器

摘要：VHDL 的 英 文 全 写 是 ：VHSIC（ Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）是一种用于电路设计的高级语言。它在 80 年代的后期出现。 最初是由美国国防部开发出来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周种使用范围较小的设计语言 。伴随着集成电路技术的发展现代电子设计的发展趋势， VHDL是一种全方位的硬件描述语言，几乎覆盖了以往各种硬件描述语言的功能，整个自顶向下或自底向上的电路设计过程都可以用本文阐述了EDA的概念和发展、VHDL语言的优点和语法结构并分析讲解了智能抢答器的各模块的功能要求、基本原理以及实现方法。本系统的设计就是采用编程.

本设计主要的功能是：1.对第一抢答信号的鉴别和锁存；数码显示。

关键词：VHDL；抢答器；电子设计自动化, 电子设计自动化技术已经成为VHDL 2.限时功能(EDA)；自顶向下的设计方法 期的一VHDL来完成。硬件描述语言3.记分功能4.

基于VHDL的智能抢答器

目录

1 引 言 ........................................

抢答器毕业论文（设计）开题报告

论文题目： 智能抢答器设计 系： 电子信息科学系 学号： 姓名：

一、论文选题的目的和意义

在这个竞争激烈的社会中，知识竞赛，评选优胜，选拔人才之类的活动愈加频繁。在竞赛中，都是多个选手一起参加，如果采用举手回答问题的这个方式来进行竞赛已经不适应社会的需要。并且在主持人提出的问题时候，如果让选手用举手等方法来进行抢答，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。而在当今社会里，比赛要追求准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这时候智能抢答器就派上用场了。

智能抢答器是一种应用十分广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数智能抢答器都由单片机或PLC控制，并且新增了许多功能，如选手号码显示，抢按前或抢按后的计时，选手得分显示等功能。

随着科技的发展，现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展，这就必然提高了智能抢答器的制造成本。

PLC编程一般采用易于理解和掌握的梯形图语言及面向工业控制的简单指令编制程序,非常形象直观,在了解了PLC简单工作原理和它的编程技术后,就可以结合实际需要进行应用设计.

正文：

一、可编程控制器的发展史

1、可编程控制器的概述

可编程控制器是一种存储器控制器，支持控制系统工作的程序存放在存储器中利用程序来实现控制逻辑，完成控制任务。在可编程控制器构成的控制系统中，要实现一个控制任务，首先要针对具体的被控对象，分析它对控制系统的要求，然后编制出相应的控制程序，利用编程器将控制程序写入可编程控制器的程序存储器中。系统运行时，可编程控制器依次读取程序存储器中的程序语句，对它们的内容加以解释并执行。根据输入设备的状态和其他条件，可编程控制器将其程序执行结果输出给相应的输出设备，控制被控对象工作。可编程控制器是利用软件来实现控制逻辑的，能够适应不同的控制任务的需要，通用、灵活、可靠性高。它是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它的内部存储器可以执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入或输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C技(Computer Control C

基于FPGA的电子抢答器的程序设计

摘 要

随着科学技术日新月异，文化生活日渐丰富，在各类竞赛、抢答场合电子抢答器已经作为一种工具得到了较为广泛的应用。顾名思义，电子抢答器是一种通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段准确、公正、直观地判断出最先获得发言权选手的设备。

此次设计有4组抢答输入，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。当第一抢答者按下抢答开关时，该组指示灯亮以示抢答成功。同时，电路也具备自锁功能，保证能够实现在一路成功抢答有效后，其他三路均不能抢答。本设计基于VHDL语言，采用FPGA为控制核心，并结合动手实践完成，具有电路简单、操作方便、灵敏可靠等优点。该四路抢答器使用VHDL硬件描述语言进行编程，分为七个模块：判断模块，锁存模块，转换模块，扫描模块，片选模块，定时报警模块和译码模块。编程完成后，使用QuartersII工具软件进行编译仿真验证。

关键词：VHDL，FPGA，四路抢答器，仿真

目录

1 概述 ...............................................

基于FPGA的电子抢答器的程序设计

摘 要

随着科学技术日新月异，文化生活日渐丰富，在各类竞赛、抢答场合电子抢

答器已经作为一种工具得到了较为广泛的应用。顾名思义，电子抢答器是一种通

过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段准确、公正、直观地判断

出最先获得发言权选手的设备。

此次设计有4组抢答输入，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。电路具有

第一抢答信号的鉴别和锁存功能。当第一抢答者按下抢答开关时，该组指示灯亮

以示抢答成功。同时，电路也具备自锁功能，保证能够实现在一路成功抢答有效

后，其他三路均不能抢答。本设计基于VHDL语言，采用FPGA为控制核心，并结

合动手实践完成，具有电路简单、操作方便、灵敏可靠等优点。该四路抢答器使

用VHDL硬件描述语言进行编程，分为七个模块：判断模块，锁存模块，转换模

块，扫描模块，片选模块，定时报警模块和译码模块。编程完成后，使用

QuartersII工具软件进行编译仿真验证。

关键词：VHDL，FPGA，四路抢答器，仿真

目录

1 概述 ............................................... 1

1.1 设计背景.......................................