FPGA三人搶答器設計 Verilog源程序

ID:579814 · 發表于 2019-7-8 11:34

1.設計一個十秒的倒計時計時器用于選手看題準備并且設計一個60秒的倒計時用于答題。

2.設計電路實現三人搶答。

3.實現用LCD1602顯示當前比賽進行的狀態。各個狀態如下：

（1）搶答前顯示開始搶答和該問題為第幾個問題（共有5題）：“Begin！”“Question-x”。

（2）若在十秒的該搶答時間內無人搶答，顯示失敗，下一題�！癋ail to quiz!“”Next！“。

（3）搶答后顯示搶答選手姓名，如：“Respondent”“Zhangsan”。

（4）選手搶到題后該選手指示燈亮，回答完畢或回答時間到熄滅。

（5）若選手在六十秒的回答時間內未完成回答則顯示失敗。“Failure！“若在有效的十秒內回答完畢則由裁判對回答的正誤判斷分別顯示“Congratulation！+10““Failure！“。如此反復，共進行五次。

（6）當完成競賽總數（共5題）題目時，顯示競賽結束�！癊nd of the quiz!”

4.設計計分器對選手的得分進行及時的顯示。（答對一題得一分，答錯或回答超時扣一分）

2 設計分析及系統方案設計

為了實現以上四點設計要求，把總方案分成頂層（top）模塊、液晶顯示（lcd）模塊、液晶控制（lcdcontroller）模塊、倒計時（discount）模塊、計分（jifen）模塊共五個模塊。其中倒計時模塊和計分模塊融合在頂層模塊里。

頂層（Top）模塊用于對整個電路的邏輯設計和各個狀態的轉換以及對子模塊的調用。

液晶顯示（Lcd）模塊則用于顯示相關字符。需要先把要顯示的字符寫在程序中備用，并編碼。采用譯碼器的方式調用某串字符。故該模塊的輸入為需要調用的字符的編碼、競賽進行到第幾個問題（共五個）的編碼以及時鐘等。

液晶控制（lcdcontroller）模塊用于對液晶讀寫顯示的驅動。

倒計時（discount）模塊用于比賽中的計時。先把50M的頻率分成1HZ的頻率進行記秒。采用譯碼器的原理把倒計時顯示在對應的數碼管上。

計分模塊用于實時顯示選手的得分。同樣采用譯碼器原理進行數碼管的顯示。輸入為選手的得分。

圖2.1 系統框圖

3系統以及模塊硬件電路設計

3.1系統硬件電路設計

圖3.1 按鍵原理圖

該設計共使用7個按鍵用于實現使能、裁判判決、選手表示等功能。

圖3.2 選手對應的燈的原理圖

采用排阻接發光二極管接地的方式，當輸入為高時燈亮。

圖3.3 數碼管原理圖

該設計共采用了五個共陰極數碼管，分別對應于開發板的HEX0 HEX2 HEX4 HEX5 HEX6。前三者用于實時顯示選手分數后兩者用于顯示倒計時。

圖3.4 液晶LCD1602原理圖

3.2功能管腳定義

程序定義	管腳號	功能
clk_en	PIN_N2	連接開發板50M作為時鐘
en	PIN_N25	使能端
en_next	PIN_P25	是否的進入下一題
lcd_en	PIN_K3	LCD使能
lcd_on	PIN_L4	LCD電源
lcd_rs	PIN_K1	LCD命令/數據端
lcd_rw	PIN_K4	LCD讀/寫端
led_a	PIN_AD12	選手a的Led燈
led_b	PIN_AE12	選手b的Led燈
led_c	PIN_AE13	選手c的Led燈
right[0]	PIN_B13	組合判斷選手答案的正誤。（都為高則表示真確只有一個為高則錯誤）
right[1]	PIN_C13	組合判斷選手答案的正誤。（都為高則表示真確只有一個為高則錯誤）
chosen[0]	PIN_U4	選手張三
chosen[1]	PIN_V1	選手李四
chosen[2]	PIN_V2	選手王五
程序定義	管腳號	功能
count_down_0[0]	PIN_R2	數碼管顯示的倒計時的十位
count_down_0[1]	PIN_P4
count_down_0[2]	PIN_P3
count_down_0[3]	PIN_M2
count_down_0[4]	PIN_M3
count_down_0[5]	PIN_M5
count_down_0[6]	PIN_M4
count_down_1[0]	PIN_L3	數碼管顯示的倒計時的個位
count_down_1[1]	PIN_L2
count_down_1[2]	PIN_K9
count_down_1[3]	PIN_L6
count_down_1[4]	PIN_L7
count_down_1[5]	PIN_P9
count_down_1[6]	PIN_N9
fenshu_a[0]	PIN_U9	數碼管顯示的選手張三的分數
fenshu_a[1]	PIN_U1
fenshu_a[2]	PIN_U2
fenshu_a[3]	PIN_T4
fenshu_a[4]	PIN_R7
fenshu_a[5]	PIN_R6
fenshu_a[6]	PIN_T3
fenshu_b[0]	PIN_AB23	數碼管顯示的選手李四的分數
fenshu_b[1]	PIN_V22
fenshu_b[2]	PIN_AC25
fenshu_b[3]	PIN_AC26
fenshu_b[4]	PIN_AB26
fenshu_b[5]	PIN_AB25
fenshu_b[6]	PIN_Y24
fenshu_c[0]	PIN_AF10	數碼管顯示的選手王五的分數
fenshu_c[1]	PIN_AB12
fenshu_c[2]	PIN_AC12
fenshu_c[3]	PIN_AD11
fenshu_c[4]	PIN_AE11
fenshu_c[5]	PIN_V14
fenshu_c[6]	PIN_V13
lcd_data[0]	PIN_J1	LCD的數據/指令輸入
lcd_data[1]	PIN_J2
lcd_data[2]	PIN_H1
lcd_data[3]	PIN_H2
lcd_data[4]	PIN_J4
lcd_data[5]	PIN_J3
lcd_data[6]	PIN_H4
lcd_data[7]	PIN_H3

4 系統的Verilog HDL設計

4.1.1頂層（Top module）

當主裁判發出開始標志時先判斷n（比賽的題目數）是否小于5（題目總數）然后進入十秒的倒計時讓選手看題搶答，若有選手在十秒內作答則進入該選手的state進入下一輪10秒的答題倒計時，并判斷是否超時，若60秒內選手答題完畢則由裁判判斷正確與否以及是否進入下一題，若答題的60秒內選手未答題或者答題超時則失敗。若在選手搶答的十秒內沒有選手搶答則該題作廢由裁判判決進入下一題。

圖4.1 頂層狀態圖

4.1.2 LCD顯示

查看液晶1602的手冊先行配置相關顯示參數確保能夠靜態顯示。在此基礎上，對該設計需要現實的字符串先行查找相關的8位二進制代碼。考慮到顯示的字符串比較多，故選擇了定義兩個128位（16*8）的寄存器型變量對1602的兩行進行數據的存儲，然后利用譯碼器的思想設置了三位的變量調用相關字符串以達到實時顯示相關字符串的目的。對于比賽進行到幾個項目的顯示也是采用相同的先編碼存儲然后調用的方法實現。

下表為字符與輸入編碼的對應表。

Choose[2]	Choose[1]	Choose[0]	顯示
0	0	0	Begin! Question-x
0	0	1	End of the quiz!
0	1	0	Fail to quiz! Next!
0	1	1	Zhang san
1	0	0	Li si
1	0	1	Wang wu
1	1	0	Failure! -1
1	1	1	Congratulation! +1

4.1.3 倒計時（discount）

該設計中有需要兩個倒計時，一個用來計時搶答一個用來計時回答，同時需要在一次倒計時結束時生成標志位并且在生成標志位完成一個問題的搶答后需要對標志位進行復位讓主模塊里的狀態循環得以正常進行。該模塊采用的仍是對置數的十位和個位進行譯碼進而顯示在相關的數碼管上。

4.1.4 計分（jifen）

在每次副裁判宣布進入下一題的下降沿觸發判斷該上一個問題的得分情況。把計分和主模塊寫在兩個always里面主要是避免主模塊里時鐘頻率太大導致計數不準確的問題。

//////////////////頂層模塊代碼

module test7_20(input en,input en_next_ctr,input clk_en,input [2:0]chosen,input [2:0]chosen_over,
input [1:0]right,output reg [6:0]fenshu_a,output reg [6:0]fenshu_b,output reg [6:0]fenshu_c,
output reg [6:0]count_down_1,output reg [6:0]count_down_0,output reg led_a,output reg led_b,
output reg led_c,inout [7:0]lcd_data,output rw,output lcd_en,output lcd_rs,output lcd_on);
//en使能（按鍵控制，代表總裁判) en_next_ctr裁判判決是否進入下一題 [2:0]chosen代表三個選手[2:0]chosen_over用于判斷選手是否答題完畢
//[1:0]right用于裁判判斷對錯　fenshu_a fenshu_b fenshu_c代表選手的分數
/////////////////////////////////////////////////////////////
//internal
reg [2:0]chose,a,b,c;
reg [2:0]n;
reg t_an,t_kai,en_next,discount_en_1,t_1,t_first;
reg [27:0]count;
////////////////////////////////////////////////////////////
always@(posedge clk_en)
begin
if(en)
begin
if(en_next_ctr==0)
begin
en_next<=1;
//discount_en_1<=0;
//t_1<=0;
end
if(n==3'd5)
begin
chose<=3'o1;//顯示End of the quiz!
discount_en_1<=0;
t_1<=0;
led_a<=0;
led_b<=0;
led_c<=0;
end
else begin
if((en_next==1))
begin
discount_en_1<=1;
t_1<=0;//使能倒計時
chose<=3'o0;
end//液晶第一行顯示Begin!第二行顯示Question-x 其中x 表示第幾個問題
if(t_kai==1)//無人搶答
begin
discount_en_1<=0;
t_1<=0;
chose<=3'o2;//第一行顯示Fail to quiz!第二行顯示Next!
en_next<=0;
end
else begin
if(chosen==3'b100)//a
if(!t_first)//
begin//
discount_en_1<=1;
t_1<=1;
led_a<=1;
chose<=3'o3;//顯示選手姓名
if(t_an==1)//回答超時
begin
chose<=3'o6;
en_next<=0;
end
else if(chosen_over[2]==1)//回答結束
begin
t_1<=0;
discount_en_1<=0;
if(right==2'b01)//判斷正確與否
begin
en_next<=0;
chose<=3'o7;
// a<=a+1'b1;
led_a<=0;
end
else if(right==2'b10)
begin
en_next<=0;
chose<=3'o6;
led_a<=0;
end
end
end//
else//
begin
chose<=3'o6;
en_next<=0;
discount_en_1<=0;
t_1<=0;
end//
else
if(chosen==3'b010)//b
begin
if(!t_first)
begin
discount_en_1<=1;
t_1<=1;
led_b<=1;
chose<=3'o4;//顯示選手姓名
if(t_an==1)
begin
chose<=3'o6;
en_next<=0;
end
else if(chosen_over[1]==1)
begin
t_1<=0;
discount_en_1<=0;
if(right==2'b01)
begin
led_b<=0;
en_next<=0;
chose<=3'o7;
end
else if(right==2'b10)
begin
en_next<=0;
chose<=3'o6;
led_b<=0;
end
end
end//
else//
begin
chose<=3'o6;//
en_next<=0;//
discount_en_1<=0;
t_1<=0;
end//
end
else
if(chosen==3'b001)//c
begin if(!t_first)//
begin
discount_en_1<=1;
t_1<=1;
led_c<=1;
chose<=3'o5;//顯示選手姓名
if(t_an==1)
begin
chose<=3'o6;
en_next<=0;
end
else if(chosen_over[0]==1)
begin
t_1<=0;
discount_en_1<=0;
if(right==2'b01)
begin
en_next<=0;
chose<=3'o7;
led_c<=0;
end
else if(right==2'b10)
begin
en_next<=0;
chose<=3'o6;
led_c<=0;
end
end
end
else
begin
chose<=3'o6;
en_next<=0;
discount_en_1<=0;
t_1<=0;
end
end
end//若無選手答題返回繼續倒計時并判斷
end
end
end
////////////////////////////////////////////////
always@(negedge en_next)//計數比賽進行到第幾個問題
begin
if(en)
if(n==5)
n<=3'd0;
else
n<=n+1'b1;
end
//////////////////////////////////////////////
always@( negedge en_next )//實時顯示比賽得分
begin
if(en)
begin
if(chose==3'o1)
begin
a<=3'd0;
b<=3'd0;
c<=3'd0;
end
else
if(chose==3'o7)
case(chosen_over)
3'b100:a<=a+1'b1;
3'b010:b<=b+1'b1;
3'b001:c<=a+1'b1;
endcase
else if(chose==3'o6)
case(chosen_over)
3'b100:begin
if(a==0)
a<=0;
else
a<=a-1'b1;
end
3'b010:begin
if(b==0)
b<=0;
else
b<=b-1'b1;
end
3'b001:begin
if(c==0)
c<=0;
else
c<=c-1'b1;
end
endcase
end
end
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
reg [3:0]shi,ge;//時鐘clk 使能en 輸出顯示數碼管a b///輸出tt用于判斷是否計時結束
reg [24:0]count_0;//計數用于分頻
reg out_clk,t_0,t_2;
//out_clk為1hz的時鐘信號
//該模塊的功能為輸入時鐘和使能進行10秒倒計時
always@(posedge clk_en)//50M分頻--1HZ
begin
if(count_0==25'h17d7840)
begin
count_0<=25'h0000000;
out_clk<=!out_clk;
end
else
count_0<=count_0+1'b1;
end
always@(posedge out_clk)//倒計時
begin
if(en)
case({discount_en_1,t_1})
2'd0:begin
shi<=4'd0;
ge<=4'd0;
t_0<=0;
t_2<=0;
t_kai<=0;
t_an<=0;
//t<=0;
end
2'd1:;
2'd2:if(t_0==0)
begin
shi<=4'd1;
ge<=4'd0;
t_0<=1;
t_first<=0;
//t_kai<=0;
end
else begin
if(shi==0&&ge==0&&t_0==1)
t_kai<=1;
else begin
if(ge==4'd0)
begin
shi<=shi-1'b1;
ge<=4'd9;
end
else ge<=ge-1'b1;
end
end
2'd3:if(t_2==0)
begin
shi<=4'd1;
ge<=4'd0;
t_2<=1;
t_first<=0;
//t_an<=0;
end
else begin
if(shi==0&&ge==0&&t_2==1)
begin
t_an<=1;
t_first<=1;
end
else begin
if(ge==4'd0)
begin
shi<=shi-1'b1;
ge<=4'd9;
end
else ge<=ge-1'b1;
end
end
endcase
end
always@(shi)
begin
case(shi)
4'd0: count_down_1<=7'b1000000;
4'd1: count_down_1<=7'b1111001;
4'd2: count_down_1<=7'b0100100;
4'd3: count_down_1<=7'b0110000;
4'd4: count_down_1<=7'b0011001;
4'd5: count_down_1<=7'b0010010;
4'd6: count_down_1<=7'b0000010;
4'd7: count_down_1<=7'b1111000;
4'd8: count_down_1<=7'b0000000;
4'd9: count_down_1<=7'b0010000;
default: count_down_1<=7'b1111111;
endcase
end
always@(ge)
begin
case(ge)
4'd0: count_down_0<=7'b1000000;
4'd1: count_down_0<=7'b1111001;
4'd2: count_down_0<=7'b0100100;
4'd3: count_down_0<=7'b0110000;
4'd4: count_down_0<=7'b0011001;
4'd5: count_down_0<=7'b0010010;
4'd6: count_down_0<=7'b0000010;
4'd7: count_down_0<=7'b1111000;
4'd8: count_down_0<=7'b0000000;
4'd9: count_down_0<=7'b0010000;
default: count_down_0<=7'b1111111;
endcase
end
always@(a)//顯示得分
begin
case(a)
0:fenshu_a<=7'b1000000;//共五道題每題一分
1:fenshu_a<=7'b1111001;
2:fenshu_a<=7'b0100100;
3:fenshu_a<=7'b0110000;
4:fenshu_a<=7'b0011001;
5:fenshu_a<=7'b0010010;
endcase
end
always@(b)//顯示得分
begin
case(b)
0:fenshu_b<=7'b1000000;//共五道題每題一分
1:fenshu_b<=7'b1111001;
2:fenshu_b<=7'b0100100;
3:fenshu_b<=7'b0110000;
4:fenshu_b<=7'b0011001;
5:fenshu_b<=7'b0010010;
endcase
end
always@(c)//顯示得分
begin
case(c)
0:fenshu_c<=7'b1000000;//共五道題每題一分
1:fenshu_c<=7'b1111001;
2:fenshu_c<=7'b0100100;
3:fenshu_c<=7'b0110000;
4:fenshu_c<=7'b0011001;
5:fenshu_c<=7'b0010010;
endcase
end
//discount(.clk(clk_en),.en(discount_en_1),.a(count_down_1),.b(count_down_0),.tt(t));//調用倒計時模塊
//jifen(.data_in(a),.data_out(fenshu_a));//調用顯示數碼管計分模塊分別顯示三位選手的得分
//jifen(.data_in(b),.data_out(fenshu_b));
//jifen(.data_in(c),.data_out(fenshu_c));
lcd (.iCLK(clk_en),.iRST_N(en),.choose(chose),.m(n),.LCD_DATA(lcd_data),
.LCD_RW(lcd_rw),.LCD_EN(lcd_en),.LCD_RS(lcd_rs),.LCD_ON(lcd_on));//調用LCD模塊顯示相關的字符串
endmodule
//LCD顯示模塊代碼
module lcd ( // Host Side
iCLK,iRST_N,choose,m,
// LCD Side
LCD_DATA,LCD_RW,
LCD_EN,LCD_RS,LCD_ON);//改模塊的功能為實現LCD在不同的搶答狀態輸出不同的字符串
//m用于判斷是第幾個問題 //choose用于選擇那個字符串
// Host Side
input [2:0]choose,m;
input iCLK,iRST_N;
// LCD Side
inout [7:0] LCD_DATA;
output LCD_RW,LCD_EN,LCD_RS,LCD_ON;
// Internal Wires/Registers
reg [5:0] LUT_INDEX;
reg [7:0] LUT_DATA;
reg [5:0] mLCD_ST;
reg [17:0] mDLY;
reg mLCD_Start;
reg [7:0] mLCD_DATA;
reg mLCD_RS;
wire mLCD_Done;
reg [127:0]lineone,linetwo;//定義兩個128位的數據用于存儲液晶每一行應該顯示的數據128=16*8
parameter LCD_INTIAL = 0;
parameter LCD_LINE1 = 5;
parameter LCD_CH_LINE = LCD_LINE1+16;
parameter LCD_LINE2 = LCD_LINE1+16+1;
parameter LUT_SIZE = LCD_LINE1+32+1;
assign LCD_ON = 1'b1;
always@(posedge iCLK or negedge iRST_N)
begin
if(!iRST_N)
begin
LUT_INDEX <= 0;
mLCD_ST <= 0;
mDLY <= 0;
mLCD_Start <= 0;
mLCD_DATA <= 0;
end
else
begin
if(LUT_INDEX<LUT_SIZE)
begin
case(mLCD_ST)
0: begin
mLCD_DATA <= LUT_DATA[7:0];
mLCD_Start <= 1;
mLCD_ST <= 1;
end
1: begin
if(mLCD_Done)
begin
mLCD_Start <= 0;
mLCD_ST <= 2;
end
end
2: begin
if(mDLY<18'h3FFFE)
mDLY <= mDLY+1;
else
begin
mDLY <= 0;
mLCD_ST <= 3;
end
end
3: begin
if (LUT_INDEX<LUT_SIZE-1)
LUT_INDEX <= LUT_INDEX+1;
else
LUT_INDEX <= LCD_INTIAL+4;
mLCD_ST <= 0;
end
endcase
end
end
end
always
begin
case(LUT_INDEX)
// Initial
LCD_INTIAL+0: begin
mLCD_RS <=0;
LUT_DATA <= 8'h38;//16*2 5*7點陣8位數據端口
end
LCD_INTIAL+1: begin
mLCD_RS <=0;
LUT_DATA <= 8'h0C;//開顯示
end
LCD_INTIAL+2: begin
mLCD_RS <=0;
LUT_DATA <= 8'h01;//顯示清屏
end
LCD_INTIAL+3: begin
mLCD_RS <=0;
LUT_DATA <= 8'h06;//寫或讀一個字符后地址指針加一光標加一
end
LCD_INTIAL+4: begin
mLCD_RS <=0;
LUT_DATA <= 8'h80;//設置數據地址指針
end
// Line 1
LCD_LINE1+0: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[127:120];
end
LCD_LINE1+1: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[119:112];
end
LCD_LINE1+2: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[111:104];
end
LCD_LINE1+3: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[103:96];
end
LCD_LINE1+4: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[95:88];
end
LCD_LINE1+5: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[87:80];
end
LCD_LINE1+6: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[79:72];
end
LCD_LINE1+7: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[71:64];
end
LCD_LINE1+8: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[63:56];
end
LCD_LINE1+9: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[55:48];
end
LCD_LINE1+10: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[47:40];
end
LCD_LINE1+11: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[39:32];
end
LCD_LINE1+12: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[31:24];
end
LCD_LINE1+13: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[23:16];
end
LCD_LINE1+14: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[15:8];
end
LCD_LINE1+15: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= lineone[7:0];
end
// Change Line
LCD_CH_LINE: begin
mLCD_RS <=0;
LUT_DATA <= 8'hC0;
end
// Line 2
LCD_LINE2+0: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[127:120];
end
LCD_LINE2+1: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[119:112];
end
LCD_LINE2+2: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[111:104];
end
LCD_LINE2+3: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[103:96];
end
LCD_LINE2+4: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[95:88];
end
LCD_LINE2+5: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[87:80];
end
LCD_LINE2+6: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[79:72];
end
LCD_LINE2+7: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[71:64];
end
LCD_LINE2+8: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[63:56];
end
LCD_LINE2+9: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[55:48];
end
LCD_LINE2+10: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[47:40];
end
LCD_LINE2+11: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[39:32];
end
LCD_LINE2+12: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[31:24];
end
LCD_LINE2+13: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[23:16];
end
LCD_LINE2+14: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[15:8];
end
LCD_LINE2+15: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= linetwo[7:0];
end
default: begin
mLCD_RS <=1;
LUT_DATA <= 8'h00;
end
endcase
end
always@(choose)//選擇液晶輸出什么字符串
begin
case(choose)
3'o0: begin
lineone<=128'h20_20_20_20_20_42_65_67_69_6E_21_20_20_20_20_20;//Begin!
case(m)//選擇輸出問題幾
0:linetwo<=128'h20_20_20_51_75_65_73_74_69_6F_6E_2D_31_20_20_20;//Question
1:linetwo<=128'h20_20_20_51_75_65_73_74_69_6F_6E_2D_32_20_20_20;
2:linetwo<=128'h20_20_20_51_75_65_73_74_69_6F_6E_2D_33_20_20_20;
3:linetwo<=128'h20_20_20_51_75_65_73_74_69_6F_6E_2D_34_20_20_20;
4:linetwo<=128'h20_20_20_51_75_65_73_74_69_6F_6E_2D_35_20_20_20;
default:linetwo<=128'h20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20;
endcase
end
3'o1: begin
lineone<=128'h45_6E_64_20_6F_66_20_74_68_65_20_71_75_69_7A_21;//End of the quiz!
linetwo<=128'h20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20;
end
3'o2: begin
lineone<=128'h20_46_61_69_6C_20_74_6F_20_71_75_69_7A_21_20_20;//Fail to quiz!
linetwo<=128'h20_20_20_20_20_4E_65_78_74_21_20_20_20_20_20_20;//Next!
end
3'o3: begin
lineone<=128'h20_20_20_52_65_73_70_6F_6E_64_65_6E_74_20_20_20;//Zhang san
linetwo<=128'h20_20_20_5A_68_61_6E_67_20_73_61_6E_20_20_20_20;
end
3'o4: begin
lineone<=128'h20_20_20_52_65_73_70_6F_6E_64_65_6E_74_20_20_20;
linetwo<=128'h20_20_20_20_20_4C_69_20_73_69_20_20_20_20_20_20;//Li si
end
3'o5: begin
lineone<=128'h20_20_20_52_65_73_70_6F_6E_64_65_6E_74_20_20_20;//Wang wu
linetwo<=128'h20_20_20_20_57_61_6E_67_20_77_75_20_20_20_20_20;
end
3'o6: begin
lineone<=128'h20_20_20_20_46_61_69_6C_75_72_65_21_20_20_20_20;//Failure!linetwo<=128'h20_20_20_20_20_4F_76_65_72_21_20_20_20_20_20_20;
linetwo<=128'h20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20_20;
end
3'o7: begin
lineone<=128'h43_6F_6E_67_72_61_74_75_6C_61_74_69_6F_6E_73_21;//Congratulation!
linetwo<=128'h20_20_20_20_20_20_2B_31_20_20_20_20_20_20_20_20;//+10
end
default:begin
lineone<=128'h20_20_20_20_20_42_65_67_69_6E_21_20_20_20_20_20;//Begin!
linetwo<=128'h20_20_20_51_75_65_73_74_69_6F_6E_2D_20_20_20_20;//Question
end
endcase
end
lcdcontroller u0 ( // Host Side
.iDATA(mLCD_DATA),
.iRS(mLCD_RS),
.iStart(mLCD_Start),
.oDone(mLCD_Done),
.iCLK(iCLK),
.iRST_N(iRST_N),
// LCD Interface
.LCD_DATA(LCD_DATA),
.LCD_RW(LCD_RW),
.LCD_EN(LCD_EN),
.LCD_RS(LCD_RS) );
endmodule
lcdcontroller u0 ( // Host Side
.iDATA(mLCD_DATA),
.iRS(mLCD_RS),
.iStart(mLCD_Start),
.oDone(mLCD_Done),
.iCLK(iCLK),
.iRST_N(iRST_N),
// LCD Interface
.LCD_DATA(LCD_DATA),
.LCD_RW(LCD_RW),
.LCD_EN(LCD_EN),
.LCD_RS(LCD_RS) );
endmodule
//LCD控制模塊代碼
module lcdcontroller ( // Host Side
iDATA,iRS,
iStart,oDone,
iCLK,iRST_N,
// LCD Interface
LCD_DATA,
LCD_RW,
LCD_EN,
LCD_RS );//控制LCD的顯示
// CLK
parameter CLK_Divide = 16;
// Host Side
input [7:0] iDATA;
input iRS,iStart;
input iCLK,iRST_N;
output reg oDone;
// LCD Interface
output [7:0] LCD_DATA;
output reg LCD_EN;
output LCD_RW;
output LCD_RS;
// Internal Register
reg [4:0] Cont;
reg [1:0] ST;
reg preStart,mStart;
/////////////////////////////////////////////
// Only write to LCD, by pass iRS to LCD_RS
assign LCD_DATA = iDATA;
assign LCD_RW = 1'b0;
assign LCD_RS = iRS;
/////////////////////////////////////////////
always@(posedge iCLK or negedge iRST_N)
begin
if(!iRST_N)
begin
oDone <= 1'b0;
LCD_EN <= 1'b0;
preStart<= 1'b0;
mStart <= 1'b0;
Cont <= 0;
ST <= 0;
end
else
begin
////// Input Start Detect ///////
preStart<= iStart;
if({preStart,iStart}==2'b01)
begin
mStart <= 1'b1;
oDone <= 1'b0;
end
//////////////////////////////////
if(mStart)
begin
case(ST)
0: ST <= 1; // Wait Setup
1: begin
LCD_EN <= 1'b1;
ST <= 2;
end
2: begin
if(Cont<CLK_Divide)
Cont <= Cont+1;
else
ST <= 3;
end
3: begin
LCD_EN <= 1'b0;
mStart <= 1'b0;
oDone <= 1'b1;
Cont <= 0;
ST <= 0;
end
endcase
end
end
end
endmodule

復制代碼

結論以及結果說明
系統運行在Cyclone II開發板上，程序代碼運行在Quartus II6.0上。該設計中搶答時間和回答時間可以根據具體情況進行調整。在計時分頻環節把50M的頻率分成1HZ的頻率時通對需要計數的值進行判定。同樣的在LCD顯示模塊里為了讓模塊可以正常工作，并且簡化顯示流程，對比LCD1602的參考手冊采用把時鐘分成約100HZ 讓LCD只需不斷地寫入指令或數據即可。運行結果可以達到設計效果。

全部資料51hei下載地址：

test7_21.zip (1.64 MB, 下載次數: 25)

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