用Verilog设计一个抢答器 功能要求如下: A.能够同时进行2位选手的抢答比赛,用2个按键作为抢答按钮; B.由主持人进行系统复位和抢答控制; C.主持人允许抢答后,计时器开始倒计时,直到有人抢答成功后,数码管上显示剩余时间和抢答成功选手号码: D.两名选手初始分数为0,如果抢答选手回答正确,得1分;若回答错误,对方得1分。显示两名选手的目前分数; E.在主持人允许前抢答被视为犯规,给出犯规标识,并自动减1分; F.在一轮抢答结束后,主持人按下复位键,返回初始计时状态,以进行下一轮抢答; G.当某个选手率先得到5分时,显示比赛结束;

时间: 2023-11-12 13:07:39 浏览: 81
Verilog代码如下: ```verilog module quiz_buzzer(input clk, input rst_n, input en, input [1:0] answer, input [1:0] buzzer, output reg [3:0] player1_score, output reg [3:0] player2_score, output reg [3:0] timer); parameter COUNT_MAX = 50000000; // 计时器的最大计数值 parameter CORRECT_ANSWER = 1; // 正确答案 parameter INCORRECT_ANSWER = 0; // 错误答案 parameter PLAYER1 = 2'b01; // 选手1 parameter PLAYER2 = 2'b10; // 选手2 reg [25:0] count; // 计时器计数器 reg [1:0] buzzer_pressed; // 记录哪个选手先按下了抢答器 reg [1:0] last_winner; // 记录上一轮胜利的选手 reg [1:0] winner; // 记录本轮胜利的选手 reg [1:0] correct_answer; // 记录正确答案 reg [1:0] error_flag; // 记录是否犯规 reg [3:0] player1_score_reg; // 选手1得分寄存器 reg [3:0] player2_score_reg; // 选手2得分寄存器 reg [3:0] timer_reg; // 计时器寄存器 // 状态机状态定义 parameter IDLE = 2'd0; // 空闲状态 parameter RESET = 2'd1; // 复位状态 parameter COUNTDOWN = 2'd2; // 倒计时状态 parameter ANSWERED = 2'd3; // 已答题状态 parameter FINISHED = 2'd4; // 完成状态 reg [1:0] state; // 状态机状态寄存器 always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (~rst_n) begin count <= 0; buzzer_pressed <= 0; last_winner <= 0; winner <= 0; correct_answer <= 0; error_flag <= 0; player1_score_reg <= 0; player2_score_reg <= 0; timer_reg <= 0; state <= IDLE; end else begin case (state) IDLE: begin count <= 0; buzzer_pressed <= 0; last_winner <= winner; winner <= 0; correct_answer <= 0; error_flag <= 0; player1_score_reg <= player1_score; player2_score_reg <= player2_score; timer_reg <= timer; if (en) begin state <= RESET; end end RESET: begin count <= 0; buzzer_pressed <= 0; last_winner <= winner; winner <= 0; correct_answer <= 0; error_flag <= 0; player1_score_reg <= player1_score; player2_score_reg <= player2_score; timer_reg <= timer; if (~en) begin state <= IDLE; end else begin state <= COUNTDOWN; end end COUNTDOWN: begin count <= count + 1; buzzer_pressed <= buzzer; if (count >= COUNT_MAX) begin state <= ANSWERED; timer_reg <= 0; if (buzzer_pressed == PLAYER1) begin winner <= PLAYER1; end else if (buzzer_pressed == PLAYER2) begin winner <= PLAYER2; end if (correct_answer[winner]) begin player1_score_reg <= player1_score_reg + (winner == PLAYER1); player2_score_reg <= player2_score_reg + (winner == PLAYER2); end else begin player1_score_reg <= player1_score_reg + (winner == PLAYER2); player2_score_reg <= player2_score_reg + (winner == PLAYER1); end end else if (buzzer_pressed != 0 && buzzer_pressed != PLAYER1 && buzzer_pressed != PLAYER2) begin error_flag <= 1; player1_score_reg <= player1_score_reg - (last_winner == PLAYER1); player2_score_reg <= player2_score_reg - (last_winner == PLAYER2); state <= IDLE; end else if (buzzer_pressed != 0 && buzzer_pressed != PLAYER1 && buzzer_pressed != PLAYER2 && en) begin error_flag <= 1; player1_score_reg <= player1_score_reg - (last_winner == PLAYER1); player2_score_reg <= player2_score_reg - (last_winner == PLAYER2); state <= RESET; end else begin timer_reg <= COUNT_MAX - count; end end ANSWERED: begin count <= 0; buzzer_pressed <= 0; last_winner <= winner; winner <= 0; correct_answer <= answer; error_flag <= 0; player1_score_reg <= player1_score; player2_score_reg <= player2_score; timer_reg <= timer; if (en) begin state <= RESET; end else begin state <= FINISHED; end end FINISHED: begin count <= 0; buzzer_pressed <= 0; last_winner <= winner; winner <= 0; correct_answer <= 0; error_flag <= 0; player1_score_reg <= player1_score; player2_score_reg <= player2_score; timer_reg <= timer; if (~en) begin state <= IDLE; end else begin state <= COUNTDOWN; end end endcase end end assign player1_score = player1_score_reg; assign player2_score = player2_score_reg; assign timer = timer_reg; endmodule ``` 该Verilog模块的输入包括时钟信号`clk`、异步复位信号`rst_n`、使能信号`en`、选手1和选手2的抢答按钮输入`buzzer`和答案输入`answer`;输出包括选手1和选手2的得分`player1_score`和`player2_score`、计时器的剩余时间`timer`。 该模块的实现是一个有限状态机,具有五个状态:空闲状态(IDLE)、复位状态(RESET)、倒计时状态(COUNTDOWN)、已答题状态(ANSWERED)和完成状态(FINISHED)。在空闲状态下,如果使能信号被激活,则进入复位状态;在复位状态下,如果使能信号被取消,则返回空闲状态;否则进入倒计时状态。在倒计时状态下,计时器开始倒计时,抢答器按钮的状态被记录,如果倒计时完成,则进入已答题状态;如果抢答器按钮被按下但不是选手1或选手2,则犯规标识被设置,并返回空闲状态;如果抢答器按钮被按下但不是选手1或选手2且复位信号被激活,则减去上一轮胜利选手的得分,并返回复位状态。在已答题状态下,记录正确答案和胜利选手,并进入完成状态。在完成状态下,如果使能信号被取消,则返回空闲状态;否则返回倒计时状态。 该模块还包含了一些参数和寄存器,用于记录计时器计数器、抢答器按钮状态、上一轮胜利选手、本轮胜利选手、正确答案、犯规标识、选手得分和计时器剩余时间。模块还包含了一些常量,例如计时器的最大计数值、正确答案和错误答案的标识、选手1和选手2的标识、以及状态机状态的标识。模块最终将选手得分和计时器剩余时间输出到对应的输出端口上。
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根据如下要求编写Verilog代码: 首先,我们需要定义一些输入输出端口,包括: rst:系统复位按钮 key1, key2:两个抢答按钮 led1, led2:两个选手的得分显示 led3:抢答成功标识灯 seg:用于显示倒计时的7段数码管 然后,我们需要定义一些寄存器: state:状态寄存器,用于记录当前状态,包括等待复位、等待抢答、倒计时等状态 time:计时器寄存器,用于记录倒计时的时间 player1_score, player2_score:两个选手的得分寄存器 flag:抢答成功标识寄存器,用于记录哪个选手抢答成功 接下来,我们可以定义一些状态和状态转移: 等待复位状态:当系统复位按钮按下时,进入该状态,将状态寄存器state设为0,将得分寄存器清零,将抢答成功标识灯关闭,将计时器寄存器清零,将倒计时数码管显示为0。 等待抢答状态:当等待复位状态结束后,进入该状态,将状态寄存器state设为1,等待主持人允许抢答。 倒计时状态:当主持人允许抢答后,进入该状态,将状态寄存器state设为2,将计时器寄存器赋为一个固定的时间(比如10秒),并将倒计时数码管显示为10。同时,等待两个选手抢答。 抢答成功状态:当有选手抢答成功后,进入该状态,将状态寄存器state设为3,将抢答成功标识灯打开,并记录哪个选手抢答成功。同时,等待该选手回答问题。 回答错误状态:当有选手回答错误后,进入该状态,将状态寄存器state设为4,将对方选手的得分加1,并将得分寄存器显示到相应的LED上。同时,等待下一轮抢答。 回答正确状态:当有选手回答正确后,进入该状态,将状态寄存器state设为5,将该选手的得分加1,并将得分寄存器显示到相应的LED上。同时,等待下一轮抢答。 比赛结束状态:当某个选手得分达到5分后,进入该状态,将状态寄存器state设为6,将比赛结束标识显示到数码管上。同时,等待主持人按下复位按钮进行下一轮比赛。

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