2 電子搶答器的結構原理

    2．1 電子搶答器的整體結構

    電子搶答器的整體結構如圖1所示。它包括鑒別與鎖存模塊、定時與犯規設置模塊以及計分模塊。

    以EDA開發系統為核心的電子搶答器設計與實現

    2．2 鑒別與鎖存模塊設計

    鑒別與鎖存模塊的主要功能是用于判斷a、b、c、d四個組別搶答的先后，記錄較先搶答的組別號碼，并且不再接受其它輸入信號，而對較先搶答的組別鎖存，同時顯示較先搶答的組別。

    根據以上功能要求，該模塊的源程序必須包含四個搶答輸入信號。現將其信號分別設為a、b、c、d；搶答時必須要有一個允許開始搶答信號，將其信號設為sta，該信號輸入后，其輸出指示燈亮，以便選手知道允許搶答信號已發出，故可設置一個sta的輸出指示燈信號為star-t；為了鑒別較先搶答者，可分別設置a、b、c、d組的輸出指示燈為led_a、led_b、led_c、led_d，同時設置顯示較先搶答組別號碼的輸出信號為states［3．．0］；為了使系統進入重新搶答狀態，還需要設置一個系統復位信號，可將其設為rst。其鑒別與鎖存模塊的仿真波形如圖2所示。

    以EDA開發系統為核心的電子搶答器設計與實現

    通過圖2可以看出，當rst=1時，系統處于初始狀態，此時所有輸入均無效；當rst=O且sta=O時，搶答無效；而當rst=O且sta=1時，start指示燈亮，d組為較先有效搶答組別，led_d指示燈亮，并顯示搶答成功組別d組為“0100”。通過圖2的仿真圖及分析說明，可見其鑒別與鎖存模塊的功能設計正確。

    2．3 電子搶答器定時與犯規模塊設計

    定時與犯規模塊的主要功能是用來對答題**。當**時間計為0時，系統將輸出報警信號，以對提前搶答者給予蜂鳴警示并顯示犯規組別號碼。

    根據以上功能設計要求，該模塊需要設置一個倒計數器來限制答題時間，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**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］、系統時鐘信號clk_1hz等作為輸入信號，而將犯規報警器信號alarm和犯規組別顯示offender作為輸出信號。為了使蜂鳴器停止報警或使系統重新進入有效搶答狀態，應設置系統復位輸入信號rst。定時與犯規模塊的仿真波形如圖3所示，其中圖3（a）為搶答犯規及暫停計時控制功能的仿真，圖3（b）為答題犯規控制功能的仿真。

    以EDA開發系統為核心的電子搶答器設計與實現

    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顯示犯規組別“0100”，說明提前犯規組別為d組。此后主持人按下rst鍵，使rst=1，此時報警器停止報警，系統進入初始狀態；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，但沒在限定時間內回答完問題，60s**時間計為O時，報警器開始報警，offender顯示犯規組別為“0001”，說明**時犯規組別為a組；主持人按下復位鍵，使rst=l，報警器停止報警，offender顯示“0000”，即將犯規組別的號碼清零，系統重新進入初始狀態。

    2．4 計分模塊的設計

    計分模塊的主要功能是對搶答成功并答對的組別進行加分操作或對搶答成功但答錯的組別進行減分操作，同時通過譯碼顯示電路顯示出來。根據以上的功能設計要求，該模塊需要將加、減分操作add、sub和系統時鐘clk_lhz作為輸入信號，而各組別的分數顯示作為輸出信號aa0［3．．0］、bb0［3．．0］、cc0［3．．o］、dd0［3．．0］；為了確定給哪個組別加或減分，需要有一個搶答成功組別的輸入信號，可將其設為chose。為了使系統能進入下一輪的搶答，應設置系統復位輸入信號rst。其計分模塊的仿真模型如圖4所示。

    以EDA開發系統為核心的電子搶答器設計與實現

    通過圖4可以看出，當rst=l時，系統進入初始狀態，a、b、c、d組的初始分值都為5，當add=1，系統時鐘信號clk_lhz的一個上升沿到來時，就給chose當前鑒別的組別“0001”組加1分，當sub=1，系統時鐘信號clk_lhz來一個上升沿時，就給chose當前鑒別的組別“0010”組減1分。

    之后我便又回到學校“充電”，除了準備考試就是瘋狂的泡圖書館。大三下學期買了一套閩臺一個公司16位單片機的開發板，當時那款單片機剛出來時間不長，但宣傳的很夸張，借著一個大學計劃和較低的價格在校園里風一樣卷起來。

    從市面上買到一本配套的教材，因為是*一版，除了前言基本每一兩頁都能看到錯誤。因為當時主推PLCC封裝，與之對應的同型號貼片封裝的芯片數據手冊上管腳號和管腳數都跟芯片對不上號……后來給外面公司做一個項目，“斗膽”用了這款單片機，驚奇的發現這款單片機還是有些脾氣的，跑會兒停會兒，停的時候內部看門狗也不復位，看樣子是內部時鐘部分不穩定……后來干脆就沒再用過這款單片機。現在想想，其實芯片停振的現象挺常見的，晶體的失效率還有芯片內部時鐘失效的機率還是比較高的。

    大四的時候又斷續做過兩份兼職，后來買了一塊ARM7的板子(S3C4510)。買的時候沒有太關心資料，見上面資源挺多，功能也強……后來使用的過程中問題百出，才發現他們提供的原理圖是做過手腳的，跟板子就對不上號。而且因為板子就帶一頁資料，又不能直接用ADS(為防抄襲，FLASH數據線做了更改，啟動FLASH寫操作的指令也就變了)，學起來太費時間，所以到現在這塊板子一直只算是被我“收藏”著。后來到找到了捷配，不停的嘗試改進自己的板子，一次次打樣，不停更換設計稿，三天就打一次，半個月打了4次，就知道弄出來。后來不禁的感慨“開發板原來應該是這樣的啊“”，當時滿滿的成就感。

    同學很多從11月份就開始找工作了，而我則仍是學習為主，即使偶爾跟同學去一次招聘會也投不了一兩份簡歷。一方面是因為我的英語四級還沒有過，滿足不了大多數企業的心理需求……另一方面我更覺得大四倒是一個學習的好機會--大一、大二、大三幾乎開完了所有的專業課，大四基本沒有課了，如果能利用這一年時間把前邊三年學過的東西好好系統融合一下，應當會有一個不小的提升。

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