数字电路与系统课程设计-乒乓球游戏机.docx

大连理工大学城市学院 数字电路与系统课程设计 设计题目：乒乓球游戏机学 院：电子与自动化学院班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期：2015年4月21日目录第一章 设计任务1.1项目名称1.2项目设计说明1.3项目总体功能图第二章 设计方案2.1设计思路2.2各模块功能分析第三章 心得体会第一章 设计任务1.1项目名称：设计乒乓球游戏机1.2项目设计说明：1.设计一个乒乓球游戏机，该机模拟乒乓球比赛的基本过程和规则，并能自动裁判和记分；2.使用乒乓球游戏机的甲乙双方各在不同的位置发球和击球；3.乒乓球的位置和移动方向由灯亮及依次点燃的方向决定，球移动的速度为0.1-0.5s移动一位。使用者根据球的位置发出相应的动作，提前击球或出界均判失分。设计者可按过网击球来设计，也可按乒乓球移动到对方第二盏灯亮后方可击球来设计。1.3项目总体功能图 总体框图 系统设计流程图第二章 设计方案：2.1设计思路状态机设置了7个状态，分别是“等待发球状态”，第一盏灯亮状态“，第八盏灯亮状态”，“球向乙移动状态”，“球向甲移动状态”，“允许甲击球状态”，“允许乙击球状态”。这是该程序中起作用的7个状态。开始的时候处于“等待发球状态”，若甲发球则状态转移到“第一盏灯亮状态，若乙发球则转移到”第八盏灯亮状态“，具体说明以甲发球为例。若发球后乙没有提前击球——规定球移动到对方第一个发光二极管时允许击球，那么状态机从“第一盏灯亮状态”转移到“球向乙移动状态”。若在“球向乙移动状态”乙仍然没有提前击球，状态就转移到“允许乙击球状态”，在此状态下，如果乙击球了，那么状态就转移到“球向甲移动状态”。在“第一盏灯亮状态”，“球向乙移动状态”中，如果乙击球了，就算提前击球，这样甲得分，状态转移到“等待发球状态”等待发球。“球向甲移动状态”之后的过程和前面的过程只不过是甲乙角色的调换而已。由乒乓游戏机功能，用原理图作为顶层模块，再将底层划分成四个小模块来实现： 1）cornal模块：整个程序的核心，它实现了整个系统的全部逻辑功能；（2）ch41a模块：在数码的片选信号时，送出相应的数据。（3）sel模块：产生数码管的片选信号；?4）disp模块：7段译码器。2.2各模块功能分析2.2.1 cornal模块VHDL程序描述：此模块为整个程序的核心，它实现了题目的全部逻辑功能Cornal模块原理图a)?是实现整个设计的逻辑功能，当游戏开始时，先通过CLR对整个系统进行清零，在输入CLK上升沿有效的条件下，甲方开始发球，LED灯从距离甲方最近的一个开始闪亮，并依次向乙方移动，过了网后乙方就可以击球，若乙方击球成功，则球按原路返回，再次过网后甲方就可击球，若甲击球成功，则按以上游戏一直进行下去，若有一方击球失败或提前击球则LED灯全部熄灭，对方在记分牌上自动记一分；当其中的一方记满11分时比赛结束，清零后可开始下一局。?b)?是将整数计分转换为十进制数，便于译码显示。当甲乙双方的记分低位到达9时使低位清零，同时使高位加1，以便正确地在数码管上显示得分。?CLR为乒乓球游戏清零键，af为A方发球控制键，aj接球键；?bf为乙方发球控制键，bj接球键；CLK为控制乒乓球行进速度的时钟信号，接50MHZ时钟信号源；SHIFT[7..0]为LED灯显示输出端，接8个LED显示灯;ah[3..0]为甲方记分的高位，al[3..0]为甲方记分的低位,bh[3..0]为乙方记分的高位，bl[3..0]为乙方记分的低位，以上四位都要经过译码器译码后接8位共阴极数码显示管。library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity corna is port(clr,af,aj,bf,bj,clk:in std_logic;--af,aj,bf,bj:分别为A方发球键、键，B方发球键、接关球键，均接按键开关 shift:out std_logic_vector(7 downto 0); ah,al,bh,bl:out std_logic_vector(3 downto 0)); end corna; architecture corn_arc of corna is signal amark,bmark:integer; begin process(clr,clk) variable a,b:std_logic; variable she:std_logic_vector(7 downto 0); begin if clr=0 then a:=0; b:=0; she: amark=0; bmark=0; elsif clkeven