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1、本科实验报告题目：四路抢答器设计课程名称： SOPC设计与实践 学院（系）：信息与通信工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 学 号： 学生姓名： 成 绩： 2011 年 5 月 14 日题目：四路抢答器设计1 设计要求在娱乐、竞赛类节目中，很多都需要用到抢答器，用来判断是谁第一个抢到答题机会。本设计是四路抢答器，就是可以四个人一块抢答，并且将抢答结果通过LED、数码管、LCD来进行显示。即某一个人按下他对应的按钮后，他身前的LED亮，数码管上显示他对应的号码，LCD显示是第几号选手获得了抢答的机会。并且本设计设有总控制开关，用来控制何时开始抢答。2 设计分析及系统方案设计对于总开关的设计
2、，我采用的是在判断按键操作之前增加一个if语句，如果总开关开启，按键操作才被响应，如果总开关没有开启，按键操作都不被响应。对于按键的判断，我采用的按键中断来实现的，某个按键按下后，中断响应，如果总开关开启，则根据键值进行响应的按键响应，即将对应的LED点亮，数码管上显示需要显示的数字，LCD显示第几位选手抢答成功。为了防止第一位选手抢答后，第二位选手将第一位选手的抢答冲掉，考虑到实际应用，我采用的是在第一位选手按键操作响应后就进行一定时间的延时，从而保证在延时的这段时间，其他的选手不能将第一位选手的按键响应冲掉。3 各功能模块硬件电路设计（1）总体电路图在此系统图中，包含CPU及外围LED、数
3、码管、LCD的连接及引脚配置。（2）SOPC builder配置图此SOPC builder中，加入了20K RAM、16K ROM、四位按键（设置下降沿中断）、一位开关、四位LED、一个七段数码管、一片LCD。4 系统软件设计（1）流程图是开始总开关开启？是否有按键？执行响应的按键响应清空LED、数码管、LCD显示延时是否否（2）源代码：#include system.h#include sys/alt_irq.h#include altera_avalon_pio_regs.h#include alt_types.h#include io.h#include stdio.hvolatile
4、 int edge_capture;unsigned char seg_table11=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x7f;static void handle_key_interrupt(void* context,alt_u32 id) volatile int* edge_capture_ptr=(volatile int*)context; *edge_capture_ptr=IORD(KEY_BASE,3); IOWR(KEY_BASE,3,0);static void init_key_pio() void*
5、 edge_capture_ptr=(void*)&edge_capture; IOWR(KEY_BASE,2,0xf); IOWR(KEY_BASE,3,0x0); alt_irq_register(KEY_IRQ,edge_capture_ptr,handle_key_interrupt);int main(void) init_key_pio(); char sw; char Text115= The first one!; char Text215= The second one; char Text315= The third one!; char Text415= The fort
6、h one!; char Text515= Please Wait.; int i; int Initial5=0x38,0x0c,0x01,0x06,0x80; for(i=0;i5;i+) IOWR(LCD_16207_0_BASE,0,Initiali); usleep(5000); while(1) IOWR(LCD_16207_0_BASE,0,0x01); sw=IORD(SW_BASE,0); if(sw=1) switch(edge_capture) case 0x08: IOWR(LED_BASE,0,0x08); IOWR(SHU_BASE,0,seg_table1); f
7、or(i=0;i15;i+) IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text1i); usleep(2000); usleep(9000000); break; case 0x04: IOWR(LED_BASE,0,0x04); IOWR(SHU_BASE,0,seg_table2); for(i=0;i15;i+) IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text2i); usleep(2000); usleep(9000000); break; case 0x02: IOWR(LED_BASE,0,0x02); IOWR(SHU_BASE,0,seg_table3); f
8、or(i=0;i15;i+) IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text3i); usleep(2000); usleep(9000000); break; case 0x01: IOWR(LED_BASE,0,0x01); IOWR(SHU_BASE,0,seg_table4); for(i=0;i15;i+) IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text4i); usleep(2000); usleep(9000000); break; default: IOWR(LED_BASE,0,0x00); IOWR(SHU_BASE,0,seg_table10); br
9、eak; else edge_capture=0x00; IOWR(LED_BASE,0,0x00); IOWR(SHU_BASE,0,seg_table10); for(i=0;i15;i+) IOWR(LCD_16207_0_BASE,2,Text5i); usleep(2000); usleep(200000); 5 系统调试运行结果说明计分析系统运行环境：硬件是Altera公司CycloneII 2C35FPGA DE2开发板，软件是Quartus6.0和NIOS 。系统运行结果：系统运行后，总开关未开启条件下，任何按键都没有用。总开关开启后，按下一个按键后，对应LED亮，数码管显示按
10、键编号，LCD上显示第几个按键，在第一个按键按下的大约5秒钟之内，其他的按键都没有用。总开关关闭，LED和数码管熄灭，LCD显示“Please Waiting”。设计让需完善的地方：当响应按键操作后，会延时大约5秒，而这时如果立马关闭总开关，对应的显示设备不会熄灭，延时之后才会熄灭LED、数码管和改变LCD上的内容。我认为可以通过将总开关也设置成中断，并且优先级高于按键优先级，从而修复这个BUG。6 结论本设计中，主要进行了软核CPU的设计，CPU外围器件LED、数码管、LCD的连接，系统的组件，以及系统运行的程序，关键是按键中断的设计和按键响应程序。程序已经把抢答器的功能基本实现，能够通过一个总开关控制抢答开始，四位按键能够区分开来哪个第一个按下，而且将第一个按下的信息通过不同的方式显示出来。参考文献
