প্রতিযোগিতামূলক বুজার সিস্টেম: 5 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

এই প্রকল্পে পরিকল্পিত প্রতিযোগিতামূলক বুজার সিস্টেম আঞ্চলিক এবং জাতীয় বিজ্ঞান বাউল প্রতিযোগিতায় ব্যবহৃত বুজার সিস্টেমের মতোই কাজ করে। এই প্রকল্পটি আমার উচ্চ বিদ্যালয়ের বিজ্ঞান বাটি দলের সাথে তিন বছর ধরে জড়িত থাকার দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়েছিল। আমাদের সবসময় 5-সেকেন্ড এবং 20-সেকেন্ড টাইমার দিয়ে লক-আউট বুজার সিস্টেম পুনরায় তৈরি করার ইচ্ছা ছিল।

বুজার সিস্টেমে কিছু পটভূমি দেওয়ার জন্য, বিজ্ঞান বাউল বাজারগুলি সর্বাধিক 8 খেলোয়াড় (8 টি পৃথক বাজারের সাথে) ইনপুট করার জন্য প্রোগ্রাম করা হয়। একবার একটি বুজার চাপলে, কোন খেলোয়াড় প্রশ্নটি পায় তা নির্দেশ করার জন্য প্রথম ব্যক্তির বুজার জ্বালানো হবে। বাকি খেলোয়াড়দের "লক আউট" করা হবে যার অর্থ তাদের বুজার সাড়া দেবে না যতক্ষণ না মডারেটর বুজার সিস্টেমটি পুনরায় সেট করে।

মডারেটর প্রশ্নগুলি পড়ার পর, তিনি একটি বোতাম টিপে কাউন্টডাউন টাইমার শুরু করবেন যা সাত-সেগমেন্ট ডিসপ্লেতে প্রদর্শিত হবে। "টস-আপ" প্রশ্নের পরে, মডারেটর 5 সেকেন্ড থেকে কাউন্ট ডাউন শুরু করতে ডান বোতাম টিপতে পারেন। এদিকে, "বোনাস" প্রশ্নের পরে, মডারেটর 20 সেকেন্ড থেকে কাউন্ট ডাউন শুরু করতে বাম বোতাম টিপতে পারেন। একবার টাইমার শূন্যে পৌঁছে গেলে, একটি সাউন্ড বুজার নির্দেশ করবে যে প্লেয়ারের সময় শেষ হয়ে গেছে।

সিস্টেম রিসেট করতে এবং কাউন্টার ডাউন টাইমার, মডারেটর সেন্টার বোতাম টিপতে পারেন। লকআউট প্রক্রিয়া এবং প্লেয়ার এলইডি পুনরায় সেট করতে, প্লেয়ার 1 এবং প্লেয়ার 2 এর সুইচগুলি কম হওয়া উচিত।

ধাপ 1: উপকরণ

আপনি নিম্নলিখিত প্রয়োজন হবে:

• Basys3 বোর্ড (বা সমতুল্য FPGA বোর্ড)
• মাইক্রো-বি ইউএসবি কেবল
• স্পিকার (আমি একটি প্যাসিভ স্পিকার ব্যবহার করেছি)
• 2 টি তার
• FPGA তে বাস্তবায়নের সফটওয়্যার (আমি Vivado ব্যবহার করেছি)
• প্রতিযোগিতামূলক বুজার সিস্টেম ফাইল

ধাপ 2: ব্ল্যাক বক্স ডায়াগ্রাম

ব্ল্যাক বক্স ডায়াগ্রাম এই বুজার সিস্টেমে ব্যবহৃত ইনপুট এবং আউটপুট দেখায়।

ইনপুট:

player1, player2 এই ইনপুটগুলি Basys3 বোর্ডে দুটি সুইচের সাথে সংযুক্ত। সুবিধার জন্য, বামদিকের এবং ডানদিকের সুইচগুলি ব্যবহার করা হবে।

রিসেট করুন রিসেট বাটনের প্রতিনিধিত্ব করতে কেন্দ্র বোতামটি ব্যবহার করা হবে।

count_down_20_sec বাম বোতামটি 20-সেকেন্ড টাইমার বোতামের প্রতিনিধিত্ব করতে ব্যবহৃত হবে।

count_down_5_sec ডান বোতামটি 20-সেকেন্ড টাইমার বোতামের প্রতিনিধিত্ব করতে ব্যবহৃত হবে। 20-সেকেন্ড এবং 5-সেকেন্ড টাইমার উভয়ই শুরু হয় তা নিশ্চিত করতে, সাত সেগমেন্ট ডিসপ্লে টাইমার না দেখানো পর্যন্ত বোতামটি ধরে রাখুন।

CLK FPGA বোর্ড একটি ঘড়ি তৈরি করবে যা 10 ns এর ফ্রিকোয়েন্সি দিয়ে চলে।

আউটপুট:

স্পিকার স্পিকার আউটপুট একটি বহিরাগত বুজার বা স্পিকারের সাথে সংযুক্ত। আপনাকে স্পিকারকে Basys3 বোর্ড JA pmod পোর্টের সাথে সংযুক্ত করতে হবে। এই পদক্ষেপটি নীচে বর্ণিত হবে।

speaker_LED এই আউটপুটটি বোর্ডের কেন্দ্রে একটি LED এর সাথে সংযুক্ত থাকে এবং FPGA- এর স্পিকারের আউটপুট বেশি হলেই তা নির্দেশ করবে। আপনি আপনার বাহ্যিক স্পিকার পরীক্ষার জন্য এটি ব্যবহার করতে পারেন। মনে রাখবেন যে কিছু pmod পোর্ট ভালভাবে কাজ করতে পারে না, তাই আপনি বিভিন্নগুলি চেষ্টা করতে পারেন এবং স্পিকারটি চালু থাকা উচিত কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য LED ব্যবহার করতে পারেন।

বিভাগ এই আউটপুটটি দশটি বিন্দু সহ সাতটি সেগমেন্ট ডিসপ্লেতে আটটি পৃথক বিভাগের সাথে সংযুক্ত।

DISP_EN এই আউটপুটটি সাত সেগমেন্ট ডিসপ্লেতে চারটি অ্যানোডের সাথে সংযুক্ত।

player_LED এই আউটপুটটি একটি 2-বান্ডেল সিগন্যাল যা প্লেয়ার 1 এবং প্লেয়ার 2 সুইচের উপরের এলইডিগুলির সাথে সংযুক্ত। তাদের সংশ্লিষ্ট সুইচ উল্টানো প্রথম খেলোয়াড় LED দ্বারা নির্দেশিত হবে। মনে রাখবেন যে উভয় LED একই সাথে চালু করা যাবে না।

ধাপ 3: বাহ্যিক স্পিকার সংযুক্ত করা

বাহ্যিক স্পিকারকে Basys3 বোর্ডে সংযুক্ত করতে, আপনার দুটি তারের নিন এবং উপরের ছবিতে নির্দেশিত হিসাবে এটি সংযুক্ত করুন। সাদা রেখাটি স্পিকারের নেগেটিভ টার্মিনালকে বোর্ডের গ্রাউন্ড পোর্টের সাথে সংযুক্ত করে। লাল রেখাটি স্পিকারের পজিটিভ টার্মিনালকে বোর্ডের JA10 pmod পোর্টের সাথে সংযুক্ত করে।

সীমাবদ্ধতা ফাইলটি ডিজাইন করা হয়েছে যাতে JA1 থেকে JA10 পর্যন্ত যে কোনও পোর্ট কাজ করতে পারে। যাইহোক, বোর্ডে কিছু পিন দায়িত্বহীন, তাই যদি JA10 কাজ না করে, আপনি অন্য পোর্টগুলি চেষ্টা করতে পারেন।

ধাপ 4: স্ট্রাকচারাল ডায়াগ্রাম

উপরের ছবিটি মূল মডিউল তৈরির সমস্ত উপাদান সহ প্রতিযোগিতামূলক বুজার সিস্টেমের কাঠামোগত চিত্র দেখায়। তাদের বর্ণনা নিম্নরূপ:

player_lockout_LED1 প্লেয়ার লকআউট LED কম্পোনেন্ট হল একটি সসীম স্টেট মেশিন যা এক-গরম এনকোডিং ব্যবহার করে। এটিতে চারটি ইনপুট রয়েছে: প্লেয়ার 1, প্লেয়ার 2, রিসেট এবং সিএলকে। এটি একটি 2-বিট বান্ডেল আউটপুট player_LED রয়েছে। Player_lockout_LED1 কম্পোনেন্টের ইনপুট এবং আউটপুট সবই প্রধান মডিউলের অভিন্ন নামযুক্ত ইনপুট এবং আউটপুটের সাথে সরাসরি সংযুক্ত।

buzzer_tone1 একটি ফোরামে পোস্ট করা এই কোডের উপর ভিত্তি করে বজার উপাদানটি তৈরি করা হয়েছে

stackoverflow.com/questions/22767256/vhdl-… যাইহোক, এটি 440 Hz (A নোট) এর ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি অবিচ্ছিন্ন শব্দ আউটপুট করার জন্য পরিবর্তন করা হয়েছিল। সক্ষম ইনপুটটি একটি buzzer_enable সংকেতের সাথে সংযুক্ত থাকে যা down_counter_FSM1 কম্পোনেন্টের একটি আউটপুট।

clk_div1 ক্লক ডিভাইডার কম্পোনেন্ট হল প্রফেসর ব্রায়ান মেইলির ক্লক ডিভাইডারের একটি পরিবর্তিত সংস্করণ যা PolyLearn এ দেওয়া হয়েছে। এটি ঘড়ির গতি কমিয়ে দেয় তাই আউটপুট পিরিয়ড 1 সেকেন্ড।

down_counter_FSM1 ডাউন কাউন্টার হল একটি FSM যা শূন্যে গণনা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। দুটি সম্ভাব্য শুরুর সময় 20 বা 5 যা ব্যবহারকারীর ইনপুট দ্বারা নির্বাচিত হয়। এটি '1' আউটপুট করে যখন টাইমার শূন্যে পৌঁছে যায় তা বোঝাতে যে সময় শেষ হয়ে গেছে। এই আউটপুট বুজার টোন কম্পোনেন্টের জন্য একটি সক্ষম হিসাবে কাজ করে। কাউন্টারটি 8-বিট বান্ডেল সিগন্যালও আউটপুট করে যা 8-বিট বিসিডি পাঠায় যা সেগমেন্ট ডিকোডারে পাঠানো হয়। আরেকটি আউটপুট হল কাউন্টার_অন যা সেগমেন্ট ডিকোডারের বৈধ ইনপুটের সাথেও সংযুক্ত।

sseg_dec1 সাত সেগমেন্ট ডিকোডার কম্পোনেন্টটি PolyLearn এ প্রদান করা হয়েছে এবং প্রফেসর ব্রায়ান মেলি লিখেছেন। এটি down_counter_FSM1 দ্বারা প্রদত্ত একটি BCD ইনপুট ব্যবহার করে, এবং সাত-সেগমেন্ট ডিসপ্লেতে দশমিক সমতুল্য আউটপুট করে। যখন কাউন্টার চালু হয়, তখন বৈধ ইনপুট বেশি থাকে। এটি ডিকোডারকে সাত-সেগমেন্ট ডিসপ্লেতে দশমিক সংখ্যা প্রদর্শন করতে দেয়। যখন কাউন্টার বন্ধ থাকে, তখন বৈধ ইনপুট কম থাকে। সাত সেগমেন্ট ডিসপ্লে তখন চারটি ড্যাশ দেখাবে।

ধাপ 5: ফিনাইট স্টেট মেশিন (এফএসএম) ডায়াগ্রাম

সসীম রাষ্ট্রযন্ত্রের সংবেদনশীলতার তালিকায় রয়েছে প্লেয়ার 1, প্লেয়ার 2, রিসেট এবং ঘড়ি। FSM আউটপুট হল একটি 2-বিট বান্ডেল প্লেয়ার_এলডি যা Basys3 বোর্ডে দুটি LEDs এর সাথে সংযুক্ত। সসীম রাজ্য মেশিন নিম্নলিখিত তিনটি রাজ্য দেখায়:

ST0 হল স্টার্ট স্টেট। এই অবস্থায়, দুটি এলইডি বন্ধ আছে। প্লেয়ার 1 এবং প্লেয়ার 2 উভয়ই কম থাকলে এফএসএম এই অবস্থায় থাকবে। একটি অসিঙ্ক্রোনাস রিসেট রাজ্যকে ST0 তে সেট করে। যখন প্লেয়ার 1 সুইচ হাইতে সেট করা হয়, পরবর্তী স্টেট হবে ST1। যদি প্লেয়ার 2 সুইচ হাইতে সেট করা হয়, তাহলে পরবর্তী স্টেট হবে ST2।

ST1 হল সেই রাজ্য যার জন্য প্লেয়ার 1 LED চালু আছে। যে কোনো ইনপুটের জন্য FSM এই অবস্থায় থাকবে। এর মানে হল যে প্লেয়ার 1 সুইচ উচ্চ হওয়ার পরপরই যখন প্লেয়ার 2 সুইচ হাইতে সেট করা হয়, এটি এসটি 1 তে থাকবে। শুধুমাত্র অ্যাসিঙ্ক্রোনাস রিসেট পরবর্তী অবস্থা ST0 সেট করতে পারে।

ST2 হল সেই রাজ্য যার জন্য প্লেয়ার 2 LED চালু আছে। ST! এর অনুরূপ, FSM এই অবস্থায় থাকবে যে কোনো ইনপুটের জন্য, প্লেয়ার 1 সুইচ প্লেয়ার 2 সুইচ উচ্চ হওয়ার পরপরই হাইতে সেট করা থাকলেও। আবার, শুধুমাত্র অ্যাসিঙ্ক্রোনাস রিসেট পরবর্তী অবস্থা ST0 সেট করতে পারে।