基于FPGA的数字抢答器设计——嵌入式

基于FPGA的数字抢答器设计——嵌入式

摘要:
本文介绍了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的数字抢答器设计方案，该方案以嵌入式系统为基础。通过使用Verilog硬件描述语言进行设计，实现了快速、精确的抢答功能。本文将详细讨论抢答器的设计原理和电路结构，并提供相应的源代码。

关键词: FPGA, 数字抢答器, 嵌入式, Verilog

1. 引言
   在教育培训、竞赛活动等场合中，数字抢答器被广泛应用。传统的抢答器通常由微控制器或PC进行控制，但其响应速度受到软件执行的限制。为了实现更快速、准确的抢答功能，本文提出了一种基于FPGA的数字抢答器设计方案。

2. 系统设计
   2.1 硬件设计
   数字抢答器的硬件设计基于FPGA芯片。FPGA具有可编程性和并行计算能力，适合实时应用场景。我们选择常用的Xilinx系列FPGA作为开发板，并配置适当的外设接口。FPGA内部包含多个可编程逻辑单元（PL）和处理系统（PS），其中PL部分用于抢答器的逻辑设计。

2.2 抢答器原理
抢答器的主要原理是通过检测参与者按下按钮的时间来确定抢答顺序。当抢答按钮被按下时，抢答器会记录下按下的时间戳并显示相应的参与者编号。首先按下按钮的参与者将被认定为获胜者，并在显示屏上显示其编号。

3. 设计实现
   3.1 Verilog设计
   我们使用Verilog硬件描述语言进行抢答器的逻辑设计。以下是关键模块的代码示例：

// 时钟分频模块
module clock_di