0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

巧用EDA技术设计无线抢答系统方案

电子设计 来源:互联网 作者:佚名 2017-12-13 10:38 次阅读

随着电子技术的发展,应用系统向小型化,快速化,大容量,重量轻的方向发展,电子设计自动化(ElectronicsDcsignAutomation)技术应运而生,他是电子产品及系统开发领域中一场革命性变革,也是高科技化发展的必然产物。主要应用于数字电路的设计,目前他在中国的应用多数是用在FPGA/CPLD/EPLD的设计中。系统为电子产品的开发,电子系统的设计,电子系统工程提供了高度集成的软件环境,具有完整而自动的实现流程,直观的没计环境,庞大的模拟库,简单而优良的仿真功能等优势。

1引言

抢答器在各种知识、智力竞赛中有很大的用处,他能准确、公正、直观地判断出第一抢答者,并通过抢答器的指示灯显示和警示蜂鸣等手段指示出第一抢答者。如今在很多的综艺节目中,更多的采用大屏幕显示抢答者,渲染出更加激烈的比赛气氛,而且配合演播厅的整体效果,就要求抢答器也能提供多种接口,并抛弃传统的长长的蜘蛛网似的开关引线。本文所介绍的是一种基于EDA技术的实用器系统的设计方案,他采用超大规模逻辑器件CPLD来处理抢答器的逻辑,通过上位微机来完成声音和动画等效果。该方案的优点在于:反应快、安装简单、覆盖范围广、可扩展性强、使用效果更美观等。

2系统构成

基于CPLD和无线编解码发射接收技术的器系统的原理框图如图1所示,由8路终端、主控制器以及上位微机系统组成。

183939768.png

2.1无线抢答终端

在本设计中,无线抢答终端主要包括编码模块、无线发射模块和功率放大模块,其内部结构框图如图2所示。

183940330.png

其中编码模块采用的是专用红外遥控编码芯片PT2262-IR,在主控制器端的无线解码模块采用的与其配对使用的解码芯片PT2272,他们都是***普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,最多可有12位三态地址端管脚,任意组合可提供531441地址码。PT2262最多可有6位(DO~D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,非常适合用于无线遥控发射电路,其有效发射接收距离为80m,发射电路电源范围为2-12V,接收电路电源范围为4.8~5.0V,发射电路有效发射反应时间≤0.2ms.

无线发射接受模块采用通用系列产品9912,在主控制器端的无线接收模块采用的是9921,这样不仅可以加快制作过程,而且还可以增加电路的稳定与可靠性。

2.2CPLD主控芯片

系统核心控制芯片采用的是Altera公司MAX7000S系列新一代CPLD器件EPM7128SLC84-15。该芯片采用CMOSE2PROM工艺,传输延迟仅为5ns;内部具有丰富的资源-128个触发器、2500个用户可编程门;而且具有68个用户可编程的I/O接口,为系统定义输人、输出和双向口提供了极大的方便;为了比较适合混合电压系统,通过配置,输人引脚可以兼容3.3V/5V逻辑电平,输出可以配置为3.3V/5V逻辑电平输出。EPM7128同时还提供了JTAG接口,可进行ISP编程,极大地方便了用户。

新的CPLD芯片技术除了大大减少集成芯片的数目,便于对系统进行扩展,还可以缩短开发周期。降低开发成本,同时提高了技术保密性。与FPGA技术相比,CPLD有掉电不易失的优点,使用更加方便。

2.3人机接口电路

本系统中,主控制器与上位微机的通信采用RS232串行异步通信方式。由于CPLD主控芯片的输出电平与RS232的电平不匹配,所以主控制器与上位微机的人机接口电路,主要选用采用Max232芯片的进行电平转换。Max232是MAXIM公司生产的,包含两路驱动器接收器的RS232转换芯片。芯片内部有一个电压转换器,可以把输入的+5V电压转换为RS232接口所需的±10V电压。

3软件设计

本设计中的软件由CPLD控制程序和土位机PC端的动态效果演示程序2部分组成。CPLD控制程序实现与无线接收解码模块的连接及完成与外围模块之间的数据转换和通讯。上位机PC端的动态效果演示程序重点是完成基于VB的交互界面的设计。

3.1基于CPLD的核心控制程序

CPLD控制程序是本系统软件设计的核心,他采用的是在美国Altera公司的Max+PlusII10.0平台上用VHDI高级语言输人设计方法。他有专用的工具来实现将语言描述过的电路功能转换为实际的电路,具有很好的通用性和灵活性。他的主要功能:接收并保存无线接收解码模块传送的抢答成功的终端的编码并封锁接收模块,直至控制端复位;同时蜂鸣器奏响并在LED显示抢答成功的终端编号;并完成CPLD与串行接口芯片的数据交换.

该控制程序主要包括4个功能子模块:分频模块、抢答终端编码接收模块、串行发送模块、串行接收模块。在Max-f-PlusII10.0中设计输人各个模块的VHDL的程序后,生成库器件并合成系统原理图如图3所示。以下简要介绍抢答终端编码接收模块和串行发送模块的程序设计。

183940705.png

图4为生成的该模块原理图,其VHDL源程序如下:

183941096.png

183941455.png

3.1.2串行发送模块

如图4所示,该模块将抢答终端编码接收模块输出的抢答终端的编码按照串行异步通讯规则发送给人机接口电路。在串口通讯中,我们约定的帧格式为1位开始位+8位数据位+1位停止位,没有校验位,通讯波特率为9600。根据约定,该模块输出数据为10位,在发送完10位后,就停止发送,并使发送端电平处于逻辑1,然后等候下次的发送。其VHDL源程序如下:

183941768.png

183942143.png

3.2上位机PC端的演示程序

本软件是在VB6.0环境下开发的,并利用其数据管理功能,建立比赛题库并提供管理界面。其与主控制器之间的串行口通信设计部分充分利用了Mscomm串行口通信控件。由于该控件提供通过串口发送和接收数据的串行通信能力,包括了全部WindowsAPI中关于串行通信的16个函数所完成的功能,而且开拓了更多使用户设计方便的对象属性来满足不同用户不同业务的需求,因此给编程带来极大的方便。

本软件在PC环境下运行,包括以下几个功能:根据设定自动抽出比赛题目、控制主控制器的工作、声光效果显示抢答终端编号并倒数计时、现场效果渲染等。详细程序在此不再赘述。

4结语

经过反复试验,该系统运行稳定,操作方便,达到了预期的设计效果,具有可操作性强、现场效果好的特点,已经在知识竟赛等相关活动中实际使用。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • cpld
    +关注

    关注

    31

    文章

    1240

    浏览量

    168072
  • eda
    eda
    +关注

    关注

    71

    文章

    2506

    浏览量

    170563
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    串口屏在高海拔区的技术设计

    串口屏在高海拔区的技术设计
    的头像 发表于 03-13 08:41 1077次阅读

    UHF无线麦克风方案技术设计

    UHF无线麦克风是一种广泛应用于演讲、表演、会议等场合的音频设备。
    的头像 发表于 03-12 17:01 320次阅读

    电源的电磁干扰技术设计

    电子发烧友网站提供《电源的电磁干扰技术设计.doc》资料免费下载
    发表于 11-14 10:04 1次下载
    电源的电磁干扰<b class='flag-5'>技术设计</b>

    基于ZigBee无线技术的城市路灯照明系统解决方案设计

    电子发烧友网站提供《基于ZigBee无线技术的城市路灯照明系统解决方案设计.doc》资料免费下载
    发表于 10-26 09:59 0次下载
    基于ZigBee<b class='flag-5'>无线</b><b class='flag-5'>技术</b>的城市路灯照明<b class='flag-5'>系统</b>解决<b class='flag-5'>方案</b>设计

    电路与模拟电子技术设计报告

    电子发烧友网站提供《电路与模拟电子技术设计报告.doc》资料免费下载
    发表于 10-20 14:47 1次下载
    电路与模拟电子<b class='flag-5'>技术设计</b>报告

    基于软件无线技术的数字中频系统的实现方案

    电子发烧友网站提供《基于软件无线技术的数字中频系统的实现方案.pdf》资料免费下载
    发表于 10-20 09:23 0次下载
    基于软件<b class='flag-5'>无线</b>电<b class='flag-5'>技术</b>的数字中频<b class='flag-5'>系统</b>的实现<b class='flag-5'>方案</b>

    EDA程序设计—抢答方案设计与论证

    抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0~ S3表示。
    的头像 发表于 08-22 10:34 761次阅读
    <b class='flag-5'>EDA</b>程序设计—<b class='flag-5'>抢答</b>器<b class='flag-5'>方案</b>设计与论证

    EDA程序设计之抢答

    设计要求1.抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0~ S3表示。2.设置一个系统清除和抢答控制开关rst,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
    发表于 08-22 09:58 7次下载

    EDA程序设计--抢答

    抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0~ S3表示。
    的头像 发表于 08-01 01:02 390次阅读
    <b class='flag-5'>EDA</b>程序设计--<b class='flag-5'>抢答</b>器

    eda工具的技术来源 eda技术的设计方法

    EDA工具的技术来源主要包括描述统计学、可视化技术、探索性数据分析方法、数据挖掘技术,以及可交互性与用户界面设计。这些技术和方法的应用使得
    发表于 07-21 15:09 522次阅读

    八路抢答器的设计与实现

    要求设计一个数字系统,使其能够完成竞赛抢答的功能,八人参赛,每人各自控制一个按键开关作为抢答器。
    的头像 发表于 05-14 15:52 3308次阅读
    八路<b class='flag-5'>抢答</b>器的设计与实现

    eda技术的核心是仿真吗 EDA的四要素 EDA技术的作用

     EDA技术的核心并不是仿真,仿真只是EDA技术的一个重要环节。EDA技术的核心是利用计算机辅助
    发表于 04-24 18:22 1837次阅读

    EDA技术:数字系统设计(2)#EDA技术

    edaEDA技术
    jf_49750429
    发布于 :2023年04月11日 23:19:02

    EDA技术:数字系统设计(1)#EDA技术

    edaEDA技术
    jf_49750429
    发布于 :2023年04月11日 23:17:18

    英诺达EDA解决方案荣获2023年度技术突破EDA公司奖

    今年,英诺达(成都)电子科技有限公司受邀在大会做主题报告,并凭借其EDA产品及解决方案有幸荣获2023中国IC设计成就奖之“年度技术突破EDA公司奖”。
    发表于 03-31 12:29 343次阅读