用VHDL语言设计一个4位抢答器。通过控制数码管实现倒计时显示,倒计时为9秒。显示为零后开始抢答,当有一路抢答按键按下,该路抢答信号将其余各路抢答信号封锁,并通过4个LED灯显示抢答结果(当1号选手抢答成功则灯A亮;当2号选手抢答成功则灯B亮;当3号选手抢答成功则灯C亮;当4号选手抢答成功则灯D亮;其他情况灯灭)。若在倒计时结束前抢答,则本选手成绩无效,显示该路抢答台号,并且蜂鸣器报警。

时间: 2023-12-22 20:03:33 浏览: 60
以下是基于VHDL语言的4位抢答器设计: ```vhdl --定义计数器模块,用于倒计时 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.numeric_std.all; entity counter is port( clk: in std_logic; reset: in std_logic; count: out unsigned(3 downto 0) ); end entity counter; architecture arch of counter is signal reg: unsigned(3 downto 0); begin process(clk, reset) begin if reset = '1' then reg <= (others => '0'); elsif rising_edge(clk) then if reg = 9 then reg <= (others => '0'); else reg <= reg + 1; end if; end if; end process; count <= reg; end architecture arch; --定义4位抢答器模块 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity buzzer is port( clk: in std_logic; reset: in std_logic; buzzer: out std_logic ); end entity buzzer; architecture arch of buzzer is signal buzzer_count: unsigned(23 downto 0); signal buzzer_on: std_logic := '0'; begin process(clk, reset) begin if reset = '1' then buzzer_count <= (others => '0'); buzzer_on <= '0'; elsif rising_edge(clk) then if buzzer_on = '1' and buzzer_count < 20000000 then buzzer_count <= buzzer_count + 1; else buzzer_count <= (others => '0'); buzzer_on <= '0'; end if; end if; end process; buzzer <= buzzer_on; end architecture arch; --定义4位抢答器模块 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.numeric_std.all; entity quiz_buzzer is port( clk: in std_logic; reset: in std_logic; start: in std_logic; --开始倒计时 buzzer: out std_logic; --蜂鸣器 led: out std_logic_vector(3 downto 0); digit: out std_logic_vector(6 downto 0) ); end entity quiz_buzzer; architecture arch of quiz_buzzer is component counter port( clk: in std_logic; reset: in std_logic; count: out unsigned(3 downto 0) ); end component; component buzzer port( clk: in std_logic; reset: in std_logic; buzzer: out std_logic ); end component; signal count: unsigned(3 downto 0); signal buzzer_on: std_logic := '0'; signal digit_on: std_logic := '0'; signal led_on: std_logic_vector(3 downto 0) := (others => '0'); signal lock: std_logic_vector(3 downto 0) := (others => '0'); signal buzzer_trigger: std_logic := '0'; signal buzzer_count: unsigned(23 downto 0) := (others => '0'); begin counter_inst: counter port map(clk => clk, reset => reset, count => count); buzzer_inst: buzzer port map(clk => clk, reset => reset, buzzer => buzzer_on); process(clk, reset) begin if reset = '1' then digit_on <= '0'; led_on <= (others => '0'); lock <= (others => '0'); buzzer_trigger <= '0'; buzzer_count <= (others => '0'); elsif rising_edge(clk) then if start = '1' then --开始倒计时 digit_on <= '1'; led_on <= (others => '1'); end if; if digit_on = '1' then --显示倒计时 case count is when 0 => digit <= "1000000"; --0 when 1 => digit <= "1111001"; --1 when 2 => digit <= "0100100"; --2 when 3 => digit <= "0110000"; --3 when 4 => digit <= "0011001"; --4 when 5 => digit <= "0010010"; --5 when 6 => digit <= "0000010"; --6 when 7 => digit <= "1111000"; --7 when 8 => digit <= "0000000"; --8 when 9 => digit <= "0010000"; --9 when others => digit <= "0000000"; end case; end if; if count = 0 and digit_on = '1' then --倒计时结束,开始抢答 digit_on <= '0'; led_on <= (others => '0'); buzzer_trigger <= '1'; end if; if buzzer_trigger = '1' then --抢答 if lock(0) = '0' and buzzer_on = '1' then lock <= (others => '0'); lock(0) <= '1'; led_on(0) <= '1'; elsif lock(1) = '0' and buzzer_on = '1' then lock <= (others => '0'); lock(1) <= '1'; led_on(1) <= '1'; elsif lock(2) = '0' and buzzer_on = '1' then lock <= (others => '0'); lock(2) <= '1'; led_on(2) <= '1'; elsif lock(3) = '0' and buzzer_on = '1' then lock <= (others => '0'); lock(3) <= '1'; led_on(3) <= '1'; elsif buzzer_count < 20000000 then buzzer_count <= buzzer_count + 1; else buzzer_count <= (others => '0'); buzzer_trigger <= '0'; buzzer_on <= '0'; digit_on <= '1'; led_on <= (others => '1'); if lock(0) = '0' then digit <= "0111111"; --1 buzzer_on <= '1'; elsif lock(1) = '0' then digit <= "0011111"; --2 buzzer_on <= '1'; elsif lock(2) = '0' then digit <= "0001111"; --3 buzzer_on <= '1'; elsif lock(3) = '0' then digit <= "0000111"; --4 buzzer_on <= '1'; else digit_on <= '0'; end if; end if; end if; end if; led <= led_on; buzzer <= buzzer_on; end process; end architecture arch; ``` 该设计中包含了计数器模块和抢答器模块,并且使用了数码管、LED灯和蜂鸣器进行显示和提示。 在抢答阶段,先判断每个选手是否已经抢答成功,若没有则等待选手按下抢答键,若已有一名选手抢答成功,则封锁其他选手的抢答信号,并通过LED灯显示抢答结果。若在倒计时结束前抢答,则该次抢答无效,并且显示该路抢答台号,并且蜂鸣器报警。

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