綜合課程設(shè)計答辯——乒乓球游戲設(shè)計

1、1 1設(shè)計中心設(shè)計中心2 2設(shè)計中心設(shè)計中心實現(xiàn)的功能：模擬路口交通燈的紅黃綠的變化實現(xiàn)的功能：模擬路口交通燈的紅黃綠的變化過程，用三個過程，用三個led燈顯示，并在數(shù)碼管上動態(tài)顯示，燈顯示，并在數(shù)碼管上動態(tài)顯示，紅的紅的30s，黃的，黃的5s，綠的，綠的30s.核心模塊：核心模塊：a.分頻模塊：將分頻模塊：將40M的系統(tǒng)時鐘分頻以得到的系統(tǒng)時鐘分頻以得到1hz的時鐘；的時鐘；b.計數(shù)模塊：一個是計數(shù)模塊：一個是30s的計數(shù)，另一個是的計數(shù)，另一個是5s的計數(shù)模塊；的計數(shù)模塊；c.動態(tài)掃描模塊：以動態(tài)掃描模塊：以10000為一個分界點（用的是系統(tǒng)時為一個分界點（用的是系統(tǒng)時鐘），用兩個數(shù)碼管動

2、態(tài)顯示鐘），用兩個數(shù)碼管動態(tài)顯示.實驗一：交通燈的控制實驗一：交通燈的控制3 3設(shè)計中心設(shè)計中心pulse: process(sysclk) -pulse 1svariable count:integer range 0 to 40000000;begin if clkevent and clk=1 then count:=count+1; if count=20000000 then clock=1; elsif count=40000000 then clock=0;count:=0; end if; end if;end process pulse;分頻的分頻的process：4 4設(shè)計

3、中心設(shè)計中心 實驗二：電子秒表實驗二：電子秒表實現(xiàn)功能：完成一個數(shù)字時鐘的設(shè)計，數(shù)字時鐘具有時，實現(xiàn)功能：完成一個數(shù)字時鐘的設(shè)計，數(shù)字時鐘具有時，分，秒的功能，使用分，秒的功能，使用8個數(shù)碼管，具有復位功能。個數(shù)碼管，具有復位功能。核心模塊：核心模塊：a.分頻模塊，與交通燈中類似，獲得分頻模塊，與交通燈中類似，獲得1hz的時鐘。的時鐘。b.計數(shù)模塊，有計數(shù)模塊，有10s，6s和和4s的計數(shù)模塊。的計數(shù)模塊。c.動態(tài)掃描模塊，仍然以動態(tài)掃描模塊，仍然以10000為一次掃描，動態(tài)的顯示為一次掃描，動態(tài)的顯示8個數(shù)碼管。個數(shù)碼管。5 5設(shè)計中心設(shè)計中心10s的計數(shù)模塊：的計數(shù)模塊：architect

4、ure art of cnt10 issignal cqi:std_logic_vector(3 downto 0);beginchange:process(clk,clr)beginif clr=1 then cqi=0000;elsif clkevent and clk=1 then if cqi=1001 then cqi=0000; else cqi=cqi+1;end if;end if;end process change;outshow:process(cqi)begin if cqi=0000 then co=1;else co=0;end if;end process out

5、show;cq=cqi;end architecture art;6 6設(shè)計中心設(shè)計中心 scan:process(clk)variable count :integer range 0 to 80000;begin if clkevent and clk=1 then count:=count+1;if count=10000 then en=11111110; outshow=num1;elsif count=20000 then en=11111101; outshow=num2;elsif count=30000 then en=11111011; outshow=num3;elsif

6、 count=40000 then en=11110111; outshow=num4;elsif count=50000 then en=11101111; outshow=num5;elsif count=60000 then en=11011111; outshow=num6;elsif count=70000 then en=10111111; outshow=num7;elsif count=80000 then en=01111111; outshow=num8; count:= 0; end if;end if;end process scan;動態(tài)掃描模塊：動態(tài)掃描模塊：7 7

7、設(shè)計中心設(shè)計中心 實現(xiàn)的功能：模擬打乒乓球的一個過程，比如發(fā)球，正確接球，錯誤接球?qū)崿F(xiàn)的功能：模擬打乒乓球的一個過程，比如發(fā)球，正確接球，錯誤接球?qū)Ψ降梅?，以及接不到球?qū)Ψ降梅?。用方得分，以及接不到球?qū)Ψ降梅?。?個個led燈的依次閃爍來表現(xiàn)球的方向，用兩燈的依次閃爍來表現(xiàn)球的方向，用兩個開關(guān)按鍵作為乒乓球拍，分別用兩個數(shù)碼管來顯示雙方的得分。如果一方接球個開關(guān)按鍵作為乒乓球拍，分別用兩個數(shù)碼管來顯示雙方的得分。如果一方接球失敗，蜂鳴器會響一聲，并且對方得一分。失敗，蜂鳴器會響一聲，并且對方得一分。實驗三：乒乓球游戲的模擬實驗三：乒乓球游戲的模擬(自選任務(wù)）自選任務(wù)）8 8設(shè)計中心設(shè)計中心核

8、心模塊：核心模塊：a.分頻模塊分頻模塊fengpin，該，該altera黑金開發(fā)板是黑金開發(fā)板是20Mhz時鐘，將其分頻得到時鐘，將其分頻得到0.5hz的時鐘（用于的時鐘（用于led燈的跳動）和燈的跳動）和2000hz的時鐘（用于動態(tài)掃描）。的時鐘（用于動態(tài)掃描）。b.乒乓球運動模塊乒乓球運動模塊ballpath（既（既led燈的依次跳轉(zhuǎn)），定義一個信號燈的依次跳轉(zhuǎn)），定義一個信號ballout一一開始復制開始復制“10000001”，每個時鐘移動一次，左移或者右移，則表明球的運，每個時鐘移動一次，左移或者右移，則表明球的運動。動。c.接球模塊接球模塊catcher，檢測按鍵的下降沿，若有下降

9、沿，則表明已經(jīng)發(fā)球或者正確接，檢測按鍵的下降沿，若有下降沿，則表明已經(jīng)發(fā)球或者正確接球球，賦相應(yīng)的值。（默認，賦相應(yīng)的值。（默認A與與B選手都可以在第四個選手都可以在第四個led燈閃過后允許接球，并且只有在燈閃過后允許接球，并且只有在自己的最后一個燈亮時為正確接球，否則錯誤接球）自己的最后一個燈亮時為正確接球，否則錯誤接球）d.方向控制模塊方向控制模塊myway，定義信號，定義信號way，若檢測到，若檢測到A發(fā)球或正確接球，則賦值發(fā)球或正確接球，則賦值1，表，表明向右，如檢測到明向右，如檢測到B發(fā)球或者正確接球，則賦值發(fā)球或者正確接球，則賦值0，表明向左。（，表明向左。（A在左邊，在左邊，B在

10、右邊）在右邊）e .主控制模塊主控制模塊ballctrl，用來協(xié)調(diào)處于發(fā)球狀態(tài)，錯誤接球狀態(tài)，正確接球或者未接，用來協(xié)調(diào)處于發(fā)球狀態(tài)，錯誤接球狀態(tài)，正確接球或者未接球狀態(tài)各個控制信號的轉(zhuǎn)換與賦值。球狀態(tài)各個控制信號的轉(zhuǎn)換與賦值。f.發(fā)聲模塊發(fā)聲模塊sound，若有一方選手錯誤接球或者不接球，則蜂鳴器響一聲，并且對方，若有一方選手錯誤接球或者不接球，則蜂鳴器響一聲，并且對方加一分。加一分。g.計數(shù)模塊計數(shù)模塊cnt，一個，一個10循環(huán)的計數(shù)與一個循環(huán)的計數(shù)與一個4循環(huán)的計數(shù)，循環(huán)的計數(shù)，10循環(huán)的計數(shù)驅(qū)動循環(huán)的計數(shù)驅(qū)動4循環(huán)的循環(huán)的計數(shù)，一共可以計數(shù)計數(shù)，一共可以計數(shù)40分。分。9 9設(shè)計中心設(shè)

11、計中心仿真情況（modelsim）：A與與B互相正確接球的仿真：互相正確接球的仿真：A發(fā)球并且發(fā)球并且B錯誤接球的仿真：錯誤接球的仿真：1010設(shè)計中心設(shè)計中心B不接球的仿真：1111設(shè)計中心設(shè)計中心init : PROCESS BEGIN clr=1; wait for 80000*clk_cycle; clr=0; WAIT; END PROCESS init; clk_always : PROCESS BEGIN clk=0; wait for clk_cycle/2; clk=1; wait for clk_cycle/2; END PROCESS clk_always; racket

12、a_always:processbeginbain=0;wait for 600000*clk_cycle;bain=1;wait for 40000*clk_cycle;end process racketa_always;racketb_always:processbeginbbin=0;wait for 800000*clk_cycle;for i in 0 to 10000 loopbbin=1;wait for 40000*clk_cycle;bbin=0;wait for 640000*clk_cycle;end loop;end process racketb_always;en

13、d architecture pingpang_arch;用于仿真的用于仿真的testbench（其中（其中clk_cycle是是25ps）：）：1212設(shè)計中心設(shè)計中心乒乓球運動模塊乒乓球運動模塊ballpath： architecture art of ballpath is signal lamp:std_logic_vector(7 downto 0);beginshift:process(clk,clr,en)beginif clr=1 then lamp=10000001;elsif en=1 then if clkevent and clk=1 then if way=1 the

14、n lamp(6 downto 0)=lamp(7 downto 1);lamp(7)=0;else lamp(7 downto 1)=lamp(6 downto 0);lamp(0)=0;end if;end if;end if;end process shift;judge:process(lamp)begin if clkevent and clk=1 thenif way=1 then if lamp(7 downto 0)=00000001 then noreply_clr=1;else noreply_clr=0;end if;else if lamp(7 downto 0)=10

15、000000 then noreply_clr=1;else noreply_clr=0;end if;end if;end if;end process judge;ballout=lamp(6 downto 1);end architecture art;1313設(shè)計中心設(shè)計中心architecture art of catchera isbeginprocess(bclk,net,noreply_clr)beginif noreply_clr=1 then if way=0 then couclk=1;end if;elseif net=1 then serclk=0;couclk=0;

16、elsif bclkevent and bclk=0 then if serve=1 then serclk=1;elsif ball=1 then serclk=1;else serclk=0; couclk=1;end if;end if;end if;end process;end architecture art;接球模塊接球模塊catcher:1414設(shè)計中心設(shè)計中心architecture art of ballctrl issignal bd:std_logic;signal ser:std_logic;beginbd=bain and bbin;ser=serclka or s

17、erclkb;serclk=ser;bdout=bd;process(clk,clr,bd,noreply_clr)beginif clr=1 then serve=1;ballclr=1;ballen=0;elsif noreply_clr=1 then ballen=0;serve=1;ballclr=1;elsif clkevent and clk=1 thenifbd=0 then ballclr=1;if ser=1 then ballen=1;serve=0;else ballen=0; serve=1;end if;else ballclr=0;end if;end if;end

18、 process;end architecture art;主控制模塊主控制模塊ballctrl：1515設(shè)計中心設(shè)計中心architecture art of myway isbeginprocess(servea,serveb)beginif servea=1 then way=1;elsif serveb=1 then way=0;end if;end process;end architecture art;architecture art of sound isbeginspeak:process(noreply,clr,ballen,bdout,clk)begin if clr=1

19、 then sout=1;-else sout=1;-elsif clkevent and clk=1 thenelsif noreply=1 then sout=0;elsesout =clk or ballen or bdout;end if;-end if;end process speak;end architecture art;方向控制模塊方向控制模塊myway：發(fā)聲模塊發(fā)聲模塊sound：1616設(shè)計中心設(shè)計中心net=bbll(3);ballout=bbll;-bbll_a=bbll(5);-bbll_b=bbll(0);u1:fenpin port map(clk,clkscan,clkmove);u2_a:cat