北邮数电实验猜拳游戏讲述.docx

17班05号侯智超数电实验设计报告 数字电路与逻辑设计实验报告 题目：猜拳游戏的设计与实现 姓名： 学院： 专业： 通信工程 学号： 班内序号： 摘要说明： 本实验在QuartusⅡ软件环境下，利用实验室集成芯片，使用VHDL语言编写程序实现一个猜拳小游戏的功能。整个系统的设计过程中，采用了up _to_ down的设计思想，完成了编码和译码输出到8X8点阵和数码管显示分数的功能，对应共有三个模块。 关键词：编码译码 VHDL 模块 设计课题实验目的及任务要求： 本电路可供甲乙二人进行猜拳游戏。通过不同的按键控制，选择多种出拳方式，显示猜 拳的结果，实现猜拳游戏，防止了作弊的可能。 基本要求： 1、甲乙双方各用 4×4 键盘中的三个按键模拟“石头”、“剪刀”、“布”，一个按键为“确 ??”。4×4 键盘第一行为甲，第二行为乙； 2、裁判用 4×4 键盘第三行的一个按键模拟“开”，一个按键为“准备”，一个按键为“复 位”； 3、裁判宣布“准备”后，甲乙双方分别选择出拳方式并确认； 4、裁判“开”以后，用点阵的左右三列同时显示甲乙双方的猜拳选择（如下图所示）， 并用两个数码管显示甲乙的猜拳比分； 甲“布”，乙“剪刀” 甲“剪刀”，乙“石头” 5、猜拳游戏为五局三胜制。若甲乙双方出拳一致，则比分保持不变，双方重新出拳； 6、比赛结束后，用 8×8 点阵显示甲乙获胜方； 7、复位后游戏重新开始。 提高要求： 1、 点阵显示增加游戏开机动画、结束动画； 2、 为游戏增加音效； 3、 在 LCD1602 液晶屏上显示甲乙双方的猜拳比分； 4、 自拟其他功能。 系统设计： （1）设计思路： 根据实验的要求，首先控制器是键盘，构思键盘的控制方式： 1、假设4X4键盘第一个到最后一个按键编号为1-16，本实验用到了1-11，共十一个按键，对这十一个按键进行键值编码： 第一行 1 2 3 4 0001 0101 1001 1101 第二行 5 6 7 8 1000 1001 1010 1011 第三行 9 10 11 1111 0110 1100 123代表甲方出“石头”“剪刀”“布”，4代表“已选好（确认）”； 567代表乙方出“石头”“剪刀”“布”，8代表“已选好（确认）”； 9代表“准备”，10代表“开结果”，11代表“复位” 注：此处复位的是按键的操作，对后面的分数不会有影响。 2、键盘编好了每个键的码，进行按键操作以后，传入点阵模块 点阵是8X8的，列输出用红色，列是共阳极，需要扫描显示，按照给出的图案要求，进行图案的扫描显示，比较简单，之后详见代码。 3、根据赛制，五局三胜，也就是谁先达到三分谁就是赢家，故计分模块只需要分别最大分数技术为3就符合了计分目的，计分独立模块，根据按键模块输出的键值，进行译码，根据“开结果”以后之前的甲乙出拳组合得出不同分数计数，通过数码管的左侧两位显示出来，当一方达到三分后，将甲或者乙的计分3输出，输入到点阵模块，此时显示一方胜利图案。 至此设计思路完整清晰。 （2）系统总体框图： 分块设计程序及仿真分析 按键模块 由于我们的4X4按键模块的端口是：四行的每行四个键分别公用一个行输入，四列的四个键分别公用一个列输出，这就需要我们扫描按键来控制输出。 四位计数对列进行扫描，每次扫描单列时，再对行进行扫描，这样就可以对使用到的所有键分别有各自的输入输出控制。具体实现如下： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_logic_arith.all; entity caiquan is port( kb_row_in:in std_logic_vector(3 downto 0); kb_col_out:out std_logic_vector(3 downto 0); showa,showb,showc,showd:out std_logic_vector(3 downto 0); clk:in std_logic ); END caiquan; architecture cai of caiquan is signal counta,countb:std_logic_vector(1 dow