鉴别与锁存模块设计 - 电子抢答器的EDA设计与实现

　　2．2 鉴别与锁存模块设计

　　鉴别与锁存模块的主要功能是用于判断a、b、c、d四个组别抢答的先后，记录最先抢答的组别号码，并且不再接受其它输入信号，而对最先抢答的组别锁存，同时显示最先抢答的组别。

　　根据以上功能要求，该模块的源程序必须包含四个抢答输入信号。现将其信号分别设为a、b、c、d；抢答时必须要有一个允许开始抢答信号，将其信号设为STa，该信号输入后，其输出指示灯亮，以便选手知道允许抢答信号已发出，故可设置一个sta的输出指示灯信号为star-t；为了鉴别最先抢答者，可分别设置a、b、c、d组的输出指示灯为led_a、led_b、led_c、led_d，同时设置显示最先抢答组别号码的输出信号为states[3．．0]；为了使系统进入重新抢答状态，还需要设置一个系统复位信号，可将其设为rst。其鉴别与锁存模块的仿真波形如图2所示。

 

　　通过图2可以看出，当rst=1时，系统处于初始状态，此时所有输入均无效；当rst=O且sta=O时，抢答无效；而当rst=O且sta=1时，start指示灯亮，d组为最先有效抢答组别，led_d指示灯亮，并显示抢答成功组别d组为“0100”。通过图2的仿真图及分析说明，可见其鉴别与锁存模块的功能设计正确。

　　2．3 电子抢答器定时与犯规模块设计

　　定时与犯规模块的主要功能是用来对答题限时。当倒计时时间计为0时，系统将输出报警信号，以对提前抢答者给予蜂鸣警示并显示犯规组别号码。

　　根据以上功能设计要求，该模块需要设置一个倒计数器来限制答题时间，可将其信号设为time[7..0]。为了使倒计时器能够开始或停止工作，应设置一个计时使能输入信号en；为了确定是否有选手提前抢答或超时答题，可将允许抢答信号sta和四个抢答输入(a、b、c、d)、显示抢答成功组别states[3．．0]、系统时钟信号clk_1hz等作为输入信号，而将犯规报警器信号alarm和犯规组别显示offender作为输出信号。为了使蜂鸣器停止报警或使系统重新进入有效抢答状态，应设置系统复位输入信号rst。定时与犯规模块的仿真波形如图3所示，其中图3(a)为抢答犯规及暂停计时控制功能的仿真，图3(b)为答题犯规控制功能的仿真。

 

　　通过图3(a)可以看出，当rst=1时，抢答无效，倒计时器初始值设为60s；当rst=O，且sta=O时，d组提前抢答，报警器开始报警，offen-der显示犯规组别“0100”，说明提前犯规组别为d组。此后主持人按下rst键，使rst=1，此时报警器停止报警，系统进入初始状态；而当rs-t=O且sta=1，a组抢答成功，计时使能信号en=1。当时钟信号clk_lhz的上升沿来时，倒计时器开始计时，当a组在限定时间内回答完问题，主持人按下计时使能信号，使en=O，倒计时器停止计时，同时防止报警器报警。

　　而通过图3(b)可以看出，当rst=O，sta=1时，a组抢答成功，但没在限定时间内回答完问题，60s倒计时时间计为O时，报警器开始报警，offender显示犯规组别为“0001”，说明超时犯规组别为a组；主持人按下复位键，使rst=l，报警器停止报警，offender显示“0000”，即将犯规组别的号码清零，系统重新进入初始状态。