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基于FPGA的辩论赛系统设计-8名选手-正反两方-支持单选手评分-正反两方评分总和

article 2025/1/4 3:22:13

基于FPGA的辩论赛系统设计

  • 功能描述
  • 一、系统概述
  • 二、仿真波形
  • 视频

功能描述

1.答辩倒计时功能，当正反任意一方开始答辩后，倒计时30S。在倒计时最后10S后，LED灯开始闪烁。
2.答辩评分和计分功能，当答辩方结束答辩后，评委可以通过按键进行评分，基础分数为10分（满分），可以通过按键减少分数，最后通过确认按键确定评分。同时正方和反方的评分总数可以通过按键进行显示，达到一个计分的功能。
3.请看vcr

一、系统概述

控制模块：负责状态切换，应用状态机
数码管数据显示：负责显示数据切换
按键消抖：防止按键抖动
变量声明

module control(
    input       clk,
    input       rst_n,
    input       key_start,
    input       key_score,
    input       key_down,
    output  wire      led_time,
    output  wire      led_score,
    output  reg       led_display_score,
    output  reg       led_time_warnning,
    output  reg       flag_po_ne,
    output  wire[3:0]  display_count,
    output  reg [7:0]  score,
    output  reg [7:0]  data_time,
    output  reg [7:0]  po_score,
    output  reg [7:0]  ne_score
    );
    parameter   IDLE        =8'd0;
    parameter   DABIAN        =8'd1;
    parameter   TALK_1        =8'd2;
    parameter   TEST_1        =8'd3;
    parameter   TALK_2        =8'd4;
    parameter   TEST_2        =8'd5;
    parameter   TALK_3        =8'd6;
    parameter   TEST_3        =8'd7;
    parameter   TALK_4        =8'd8;
    parameter   TEST_4        =8'd9;
    
    reg     [4:0]   state;
    reg     [25:0]  count;
    reg     [3:0]   po_count;
    reg     [3:0]   ne_count;
    
    reg     [7:0]   po_1_score;
    reg     [7:0]   po_2_score;
    reg     [7:0]   po_3_score;
    reg     [7:0]   po_4_score;
    
    reg     [7:0]   ne_1_score;
    reg     [7:0]   ne_2_score;
    reg     [7:0]   ne_3_score;
    reg     [7:0]   ne_4_score;

倒计时 还剩10秒 灯闪烁 还有其他一些指示灯

  assign led_time=(state==TALK_1 || state==TALK_2 || state==TALK_3 || state==TALK_4)?1'b1:1'b0;
    assign led_score=(state==TEST_1 || state==TEST_2|| state==TEST_3|| state==TEST_4)?1'b1:1'b0;
    assign display_count=(flag_po_ne==1'b0)?po_count:ne_count;
    
    always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        led_time_warnning<=1'b0;
    end
    else if(data_time<=8'h10 && count==25000000 || count==49999999)begin
        led_time_warnning<=~led_time_warnning;
    end
    else if(data_time >8'h10)begin
        led_time_warnning<=1'b0;
    end
    else begin
        led_time_warnning<=led_time_warnning;
    end
    end

展示总积分的标志

 always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        led_display_score<=1'b0;
    end
    else if(led_time==1'b0 && led_score==1'b0 && key_score==1'b1)begin
        led_display_score<=~led_display_score;
    end
    else begin
        led_display_score<=led_display_score;
    end
    
    end

正反方交替进行 正反方次数各自累加

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
         po_count<=4'd0;
         ne_count<=4'd0;
    end
    else if((state==TEST_1 || state==TEST_2|| state==TEST_3|| state==TEST_4)&& key_start==1'b1&&flag_po_ne==1'b0)begin
         po_count<=po_count+1;
    end
    else if((state==TEST_1 || state==TEST_2|| state==TEST_3|| state==TEST_4)&& key_start==1'b1&&flag_po_ne==1'b1)begin
         ne_count<=ne_count+1;
    end
    else if(state==IDLE)begin
         po_count<=4'd0;
         ne_count<=4'd0;
    end
    end

总分计算

 always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        ne_score<=8'h40;
        po_score<=8'h40;
    end
    else if(state== DABIAN)begin
        ne_score<=8'h40;
        po_score<=8'h40;
    end
    else if((state==TEST_1 || state==TEST_2|| state==TEST_3|| state==TEST_4)&& key_down==1'b1&& flag_po_ne==1'b0)begin
        if(po_score[3:0]==4'h0 && po_score[7:4]>4'h0)begin
            po_score[3:0]<=4'h9;
            po_score[7:4]<=po_score[7:4]-4'd1;
        end
        else if(po_score[3:0]>4'h0 && po_score[7:4]>=4'h0)begin
            po_score[3:0]<=po_score[3:0]-4'd1;
            po_score[7:4]<=po_score[7:4];
        end
        else if(po_score[3:0]==4'h0 && po_score[7:4]==4'h0)begin
            po_score[3:0]<=po_score[3:0];
            po_score[7:4]<=po_score[7:4];
        end
        
    end
    else if((state==TEST_1 || state==TEST_2|| state==TEST_3|| state==TEST_4)&& key_down==1'b1&& flag_po_ne==1'b1)begin
        if(ne_score[3:0]==4'h0 && ne_score[7:4]>4'h0)begin
            ne_score[3:0]<=4'h9;
            ne_score[7:4]<=ne_score[7:4]-4'd1;
        end
        else if(ne_score[3:0]>4'h0 && ne_score[7:4]>=4'h0)begin
            ne_score[3:0]<=ne_score[3:0]-4'd1;
            ne_score[7:4]<=ne_score[7:4];
        end
        else if(ne_score[3:0]==4'h0 && ne_score[7:4]==4'h0)begin
            ne_score[3:0]<=ne_score[3:0];
            ne_score[7:4]<=ne_score[7:4];
        end
        
    end
    end

单人评分

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        score<=8'h10;
    end
    else if(state==TALK_1 || state==TALK_2|| state==TALK_3|| state==TALK_4)begin
        score<=8'h10;
    end
    else if((state==TEST_1 || state==TEST_2|| state==TEST_3|| state==TEST_4)&& key_down==1'b1)begin
        if(score[3:0]==4'h0 && score[7:4]>4'h0)begin
            score[3:0]<=4'h9;
            score[7:4]<=score[7:4]-4'd1;
        end
        else if(score[3:0]>4'h0 && score[7:4]>=4'h0)begin
            score[3:0]<=score[3:0]-4'd1;
            score[7:4]<=score[7:4];
        end
        else if(score[3:0]==4'h0 && score[7:4]==4'h0)begin
            score[3:0]<=score[3:0];
            score[7:4]<=score[7:4];
        end
        
    end
    end

倒计时30S 记得把count改成49999999 应该就是1秒

 always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        data_time<=8'h30;
    end
    else if(count==499 && (state==TALK_1 || state==TALK_2|| state==TALK_3|| state==TALK_4))begin
        if(data_time[3:0]==4'h0 && data_time[7:4]>4'h0)begin
            data_time[3:0]<=4'h9;
            data_time[7:4]<=data_time[7:4]-4'd1;
        end
        else if(data_time[3:0]>4'h0 && data_time[7:4]>=4'h0)begin
            data_time[3:0]<=data_time[3:0]-4'd1;
            data_time[7:4]<=data_time[7:4];
        end
        else if(data_time[3:0]==4'h0 && data_time[7:4]==4'h0)begin
            data_time[3:0]<=data_time[3:0];
            data_time[7:4]<=data_time[7:4];
        end
    end
    else if(state==TEST_1 || state==TEST_2|| state==TEST_3|| state==TEST_4)begin
        data_time<=8'h30;
    end
    end    
    
    always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        count<=26'd0;
    end
    else if(state==TALK_1 || state==TALK_2|| state==TALK_3|| state==TALK_4)begin
        if(count<499)begin
            count<=count+1;
        end
        else begin
            count<=26'd0;
        end
    end
    else begin
        count<=26'd0;
    end
    end

状态机切换 ，好像有一些用不到的、、

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        state <= IDLE;
        po_1_score<=8'h10;
        po_2_score<=8'h10;
        po_3_score<=8'h10;
        po_4_score<=8'h10;
        ne_1_score<=8'h10;
        ne_2_score<=8'h10;
        ne_3_score<=8'h10;
        ne_4_score<=8'h10;
        flag_po_ne<=1'b0;
    end
    else begin
        case(state)
        IDLE:begin
            if(key_start==1'b1)begin
                state<=DABIAN;
            end
            else begin
                state<=IDLE;
            end
        end
        DABIAN:begin
            state<=TALK_1;
        end
        TALK_1:begin
            if(data_time==8'h00)begin
                state<=TEST_1;
            end
            else begin
                state<=TALK_1;
            end
        end
        TEST_1:begin
            if(key_start==1'b1 && po_count==0)begin
                state<=TALK_2;
                flag_po_ne<=~flag_po_ne;
                po_1_score<=score;
            end
            else if(key_start==1'b1 && po_count==2)begin
                state<=TALK_2;
                flag_po_ne<=~flag_po_ne;
                po_3_score<=score;
            end
            else begin
                state<=TEST_1;
            end
        end
        TALK_2:begin
            if(data_time==8'h00)begin
                state<=TEST_2;
            end
            else begin
                state<=TALK_2;
            end
        end
        TEST_2:begin
            if(key_start==1'b1 && ne_count==0)begin
                state<=TALK_3;
                flag_po_ne<=~flag_po_ne;
                ne_1_score<=score;
            end
            else if(key_start==1'b1 && ne_count==2)begin
                state<=TALK_3;
                flag_po_ne<=~flag_po_ne;
                ne_3_score<=score;
            end
            else begin
                state<=TEST_2;
            end
        end
        TALK_3:begin
            if(data_time==8'h00)begin
                state<=TEST_3;
            end
            else begin
                state<=TALK_3;
            end
        end
        TEST_3:begin
            if(key_start==1'b1 && po_count==1)begin
                state<=TALK_4;
                flag_po_ne<=~flag_po_ne;
                po_2_score<=score;
            end
            else if(key_start==1'b1 && po_count==3)begin
                state<=TALK_4;
                flag_po_ne<=~flag_po_ne;
                po_4_score<=score;
            end
            else begin
                state<=TEST_3;
            end
        end
        TALK_4:begin
            if(data_time==8'h00)begin
                state<=TEST_4;
            end
            else begin
                state<=TALK_4;
            end
        end
        TEST_4:begin
            if(key_start==1'b1 && ne_count==1)begin
                state<=TALK_1;
                flag_po_ne<=~flag_po_ne;
                ne_2_score<=score;
            end
            else if(key_start==1'b1 && ne_count==3)begin
                state<=IDLE;
                flag_po_ne<=~flag_po_ne;
                po_4_score<=score;
            end
            else begin
                state<=TEST_4;
            end
        end
        default:state<=IDLE;
        endcase
     end
     end
     
     
            
endmodule

按键消抖模块 还有数码管模块在我其他文章里面有，去复制一下吧，上面是一个模块，全部连起来就是。

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2024/12/25 22:38:47
// Design Name: 
// Module Name: top
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//


module top(
    input       sys_clk,
    input       rst_n,
    input       key_start,
    input       key_dowm,
    input       key_score,
    output  wire    [3:0]   LED,
    output	wire	[5:0]	sel,
    output	wire	[7:0]	dig
    );
    wire            button1_negedge;
    wire            button2_negedge;
    wire            button3_negedge;
    
    wire            flag_po_ne;
    wire            led_time;
    wire            led_score;
    wire            led_display_score;
    
    wire	[3:0]	count;
    wire	[3:0]	display_count;
    wire	[7:0]	po_score;
    wire	[7:0]	ne_score;
    wire	[7:0]	data_time;
    wire	[7:0]	score;
    wire	[7:0]	display_data;
    wire	[23:0]	din;
    wire	[23:0]	seg_data;
    wire	[23:0]	display_score;
    assign LED={led_time,flag_po_ne,led_display_score,led_time_warnning};
    assign display_data=(led_time==1'b1)?data_time:(led_score==1'b1)?score:8'hDD;
    assign count=(led_score==1'b1)?display_count:4'hD;
    assign din={display_data,4'hD,count,8'hDD};
    assign display_score={4'h0,po_score,4'h1,ne_score};
    assign seg_data=(led_display_score==1'b1)?display_score:din;
    control u_control(
    .clk(sys_clk),
    .rst_n(rst_n),
    .key_start(key_start),
    .key_score(key_score),
    .key_down(key_down),
    .score(score),
    .po_score(po_score),
    .ne_score(ne_score),
    .flag_po_ne(flag_po_ne),
    .display_count(display_count),
    .led_display_score(led_display_score),
    .led_time(led_time),
    .led_time_warnning(led_time_warnning),
    .led_score(led_score),
    .data_time(data_time)
    );
    
    
key_debounce u_key_debounce1
(
 .sys_clk(sys_clk),
 .rst_n(rst_n),
 .key(key_start),
 .button_negedge(button1_negedge) //Key falling edgz
);

key_debounce u_key_debounce2
(
 .sys_clk(sys_clk),
 .rst_n(rst_n),
 .key(key_dowm),
 .button_negedge(button2_negedge) //Key falling edgz
);

key_debounce u_key_debounce3
(
 .sys_clk(sys_clk),
 .rst_n(rst_n),
 .key(key_score),
 .button_negedge(button3_negedge) //Key falling edgz
);

seg_ctrl u_seg_ctrl( 
    .clk(sys_clk)		,
    .rst_n(rst_n)	,
    .din(seg_data)		,//输入6位数码管显示数据，每位数码管占4位
    .point_n(6'b111111) ,//输入小数点控制位
    .sel(sel)	,//输出位选
    .dig(dig)  //输出段选
);	
    
endmodule

二、仿真波形

当主持人无操作时，无法进行辩论赛，倒计时、评分、计分功能无法显示；当主持人按下答辩开关，第一及第二个数码管显示30秒倒计时，并且开始倒计时，当倒计时10S后，LED灯闪烁报警；依次按照正方1辩，反方1辩，正方2辩，反方2辩，正方3辩，反方3辩，正方4辩，反方4辩顺序进行辩论。辩论完时，评委进行选手评分，第一个和第二个数码管显示选手的当前分数（满分10分），随后第三数码管显示横杠，第四个数码管显示选手编号。评委可以通过按键手动进行减分，确定好分数后按下确认键。结束答辩后，展示评分阶段，数码管显示：0（代表正方）-正方分数-1（代表反方）-反方分数。
在这里插入图片描述

视频

基于FPGA的辩论赛计分器


http://www.kler.cn/a/461459.html

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