八路抢答器设计quartus

Question

题目 八路抢答器电路
一、任务描述
设计并制作一个八路抢答器电路。
抢答器是为竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，竞赛者可以分为若干组，抢答时各组对主持人提出的问题要在最短的时间内做出判断，并按下抢答按键回答问题。当第一个人按下按键后，则对应第一个人的led灯亮，同时电路将其他各组按键封锁，使其不起作用。回答完问题后，由主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮抢答。
因此要完成抢答器的逻辑功能，该电路至少应包括输入开关、led显示、判别组控制以及组号锁存等部分。
二、基本要求

1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮K0 ~ K7表示。
2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
   4*. 扩展：抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如,30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时。
   参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
   如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统通过一个指示灯报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
   三、任务要求
   1、制定完整设计方案
   2、绘制原理图并进行软件仿真
   3、进行实物制作、功能测试及故障分析解决
   4、编制实验报告、实物功能演示和现场答疑
   5、鼓励绘制PCB图（提升部分，不作为评分标准）

Answer 1

设计一个八路抢答器涉及到多个部分，包括输入开关、LED显示、组控制、锁存等。以下是一个简单的基于Quartus的FPGA设计的概要，以供参考。请注意，这是一个概要，具体的电路设计需要更详细的规划和验证。
1. 设计方案：
输入开关：

1.使用八个按钮(K0 ~ K7)表示八个选手。
2.使用一个系统清除和抢答控制开关S。

LED显示：

3.使用八个LED分别表示八个选手。
4.当选手按下按钮时，对应的LED亮起。

组控制：

5.每个选手有一个锁存器，用于记录优先抢答的选手编号。
6.当有选手按下按钮时，锁存器锁定该选手编号，并同时亮起对应的LED。
7.主持人通过系统清除开关S清除锁存器，准备下一轮抢答。

定时抢答（扩展功能）：

8.添加一个定时器模块，可以通过主持人设定时间（例如30秒）。
9.主持人启动"开始"键后，定时器开始减计时。
10.如果有选手在规定时间内按下按钮，定时器停止，显示选手编号和抢答的时间。
11.如果时间到了但无人抢答，系统报警，禁止抢答，并在显示器上显示"00"。

2. 绘制原理图并进行软件仿真：

12.利用Quartus软件绘制电路原理图。
13.使用VHDL或Verilog等硬件描述语言编写代码，模拟电路行为。

3. 实物制作、功能测试及故障分析解决：

14.根据原理图设计PCB布局。
15.制作实际电路板。
16.进行功能测试，确保各部分正常工作。
17.分析和解决可能出现的故障。

4. 编制实验报告、功能演示和现场答疑：

18.撰写实验报告，包括设计思路、原理、电路图、测试结果等。
19.进行实物功能演示，展示抢答器的各项功能。
20.准备回答评委或观众的问题。

5. PCB图设计（鼓励但不作为评分标准）：

21.利用专业工具设计PCB图，考虑电路的布局和走线。
22.优化PCB设计，确保信号完整性和电路稳定性。

以上是一个初步的设计方案，具体实现可能需要根据具体的硬件平台、FPGA型号、使用的编程语言等进行调整。设计和实现一个完整的电路系统需要仔细的计划、测试和调试。