HDL四人抢答器设计：模块集成与实时应用实践

本篇报告是河海大学计算机与信息学院（常州）一名学生陆宁亮针对课程设计的成果，题目为“四人抢答器”。该设计旨在通过实践应用《Verilog HDL》这门技术性强、应用广泛的学科，让学生将理论知识与实际电路设计相结合。设计目标是构建一个具备分频模块、抢答模块、倒计时模块和顶层文本文件管理功能的系统。 在20世纪80年代末和90年代初，随着现场总线技术的发展，这种通信网络被应用于自动化领域，如过程自动化、制造自动化和楼宇自动化。这些网络需满足协议简洁、容错性强、安全可靠、成本效益高的要求，并且要求有良好的时间确定性和实时性，以及能处理频繁的短帧信息交换。因此，设计一个高效的四人抢答器，不仅要体现这些特性，还需考虑电路的稳定性和负载管理。 该抢答器的关键模块包括： 1. 分频模块：负责处理信号频率，可能涉及到频率计数或时钟管理，确保系统的时间精度。 2. 抢答模块：核心功能，负责接收和判断抢答信号，优先级排序，确保抢答信号的快速响应和有效性。 3. 倒计时模块：实现30秒倒计时功能，为答题提供公平的时间限制。 4. 顶层文本文件模块：可能涉及数据存储和读取，用于保存比赛记录或配置信息。 设计过程中，首先要明确模块划分，通过绘制模块方框图来呈现各部分的逻辑关系，确保每个模块的独立性和整体系统的协调性。在程序设计阶段，学生需要运用Verilog HDL语言编写代码，实现上述功能。此外，还包含有抢答第一信号的鉴别和锁存功能，以及主持人清屏功能，这些都是提高用户体验和比赛流程控制的重要元素。 总结来说，这份报告不仅是一次关于数字电路设计的实践，也是对Verilog HDL技术的实际应用训练，有助于培养学生的系统设计思维、编程能力和问题解决能力，为他们未来进行数字应用系统开发打下坚实的基础。