基于OuartusⅡ的電子搶答器設計

2.3 電子搶答器定時與犯規(guī)模塊設計

定時與犯規(guī)模塊的主要功能是用來對答題限時。當?shù)褂嫊r時間計為0時，系統(tǒng)將輸出報警信號，以對提前搶答者給予蜂鳴警示并顯示犯規(guī)組別號碼。

根據(jù)以上功能設計要求，該模塊需要設置一個倒計數(shù)器來限制答題時間，可將其信號設為TIme[7..0]。為了使倒計時器能夠開始或停止工作，應設置一個計時使能輸入信號en;為了確定是否有選手提前搶答或超時答題，可將允許搶答信號sta和四個搶答輸入(a、b、c、d)、顯示搶答成功組別 states[3..0]、系統(tǒng)時鐘信號clk_1hz等作為輸入信號，而將犯規(guī)報警器信號alarm和犯規(guī)組別顯示offender作為輸出信號。為了使蜂鳴器停止報警或使系統(tǒng)重新進入有效搶答狀態(tài)，應設置系統(tǒng)復位輸入信號rst。定時與犯規(guī)模塊的仿真波形如圖3所示，其中圖3(a)為搶答犯規(guī)及暫停計時控制功能的仿真，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rst=1時，搶答無效，倒計時器初始值設為60s;當rst=O，且sta=O時，d組提前搶答，報警器開始報警，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，此時報警器停止報警，系統(tǒng)進入初始狀態(tài);而當rs-t=O且sta=1，a組搶答成功，計時使能信號en=1。當時鐘信號clk_lhz的上升沿來時，倒計時器開始計時，當a組在限定時間內(nèi)回答完問題，主持人按下計時使能信號，使en=O，倒計時器停止計時，同時防止報警器報警。

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