1、基于FPGA乒乓球比赛游戏机的设计电子设计自动化（EDA）技术课程设计报告 题 目: 乒乓球比赛游戏机 姓 名： 院 系：应用技术学院 专 业：电子信息工程 学 号： 指导教师： 完成时间:2012年06月25日 设计题目乒乓球比赛游戏机设计要求设计一个乒乓球比赛游戏机，能模拟比赛的基本过程和规则并能自动裁判和记分具体要求如下： （1）使用乒乓球游戏机的双方在不同位置发球或击球。 （2）乒乓球的位置和移动方向由灯亮和依次亮的方向决定。使用者根据球的位置发出相应的动作（3）比赛用21分为一局来进行，双方设置各自的记分牌，任意一方先记满21分就获胜此局。当记分牌清零后，开始新的一局比赛。设计过程用
2、8个（或更多个）LED排成一条直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一只点亮的LED指示球的当前位置，点亮的LED依次从左到右，或从右到左，其移动的速度应能调节。当“球”（点亮的那只LED）运动到某方的最后一位时，参赛者应能果断地按下位于自己一方的按纽开关，即表示启动球拍击球，若击中，则球向相反方向运动；若未中，球掉出桌外，则对方得一分。 设置自动记分电路，甲乙双方各用两位数码管进行记分显示，每计满21分为1局。 甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权，每隔2次自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才有效。成绩评定指导教师评语课程设计等级目 录1 课程设计题目、内容与要求 1.1 设
3、计内容1.2 具体要求2 系统设计 2.1 设计思路2.2 系统原理（包含：框图等阐述）与设计说明等内容3 系统实现 注：此部分阐述具体实现，包含主要逻辑单元、模块、源代码等内容4 系统仿真 5 硬件验证（操作）说明6 总结 7 参考书目 设计时间：16周、17周组员： 1课程设计题目、内容与要求1.1课程设计的题目乒乓球比赛游戏机1.2课程设计目的 随着科学技术日益迅速的发展，数字系统已经深入到生活的各个方面。它具有技术效果好，经济效益高，技术先进，造价较低，可靠性高，维修方便等许多优点。使我们更加熟练掌握数字系统的设计。对所学的专业知识有能力更好的应用在实践方面。1.3课程设计要求 （1）
4、使用乒乓球游戏机的双方在不同位置发球或击球。 （2）乒乓球的位置和移动方向由灯亮和依次亮的方向决定。使用者根据球的位置发出相应的动作（3）比赛用21分为一局来进行，双方设置各自的记分牌，任意一方先记满21分就获胜此局。当记分牌清零后，开始新的一局比赛。1.4课程设计内容设计一个由甲乙双方参赛，有裁判的三人乒乓球游戏机。用8个（或更多个）LED排成一条直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一只点亮的LED指示球的当前位置，点亮的LED依次从左到右，或从右到左，其移动的速度应能调节。当“球”（点亮的那只LED）运动到某方的最后一位时，参赛者应能果断地按下位于自己一方的按纽开关，即表示启动
5、球拍击球，若击中，则球向相反方向运动；若未中，球掉出桌外，则对方得一分。设置自动记分电路，甲乙双方各用两位数码管进行记分显示，每计满21分为1局。甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权，每隔2次自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才有效。 2 系统设计2.1设计思路： 根据系统设计的要求，乒乓球比赛游戏机的电路原理框图如下：3系统实现设计程序及其部分设计说明LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CORNA ISPORT(AF,AJ,BF,BJ,CLK,CLR:IN STD
6、_LOGIC;-AF,BF,为AB发球;为接球;CLK为时钟信号;CLR为复位信号SHIFT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);-表示LED灯的亮灭，其实也就是乒乓球的位置YA,YB:OUT STD_LOGIC;-接LED小灯，亮表示拥有发球权YYY:OUT STD_LOGIC;-当其中任何一方得分时候,YYY为1状态,下面接响铃电路;AH,AL,BH,BL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);-双方得分的BCD码END;ARCHITECTURE ABHV OF CORNA ISSIGNAL AMARK,BMARK:INTEGER;
7、-分别用整数表示A B的得分SIGNAL YY:STD_LOGIC;-代表YYY的信号BEGIN-以下进程是主要程序流程-PROCESS(CLR,CLK)VARIABLE A,B:STD_LOGIC;VARIABLE WOJIA,WOJIB:INTEGER;VARIABLE SHE:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);-led亮灯的位置-WOJIA:=4;-WOJIB:=4;BEGINIF CLR=0 THEN-复位信号A:=0;B:=0;SHE:=00000000;-00000000代表没有任何一个LED亮AMARK=0;BMARK=0;WOJIA:=4;WOJIB:=
8、4;ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN -每五次自动转换发球，主要有WOJIA,WOJIB来控制IF A=0 AND B=0 AND AF=0 AND WOJIA/=0 THEN-A方发球A:=1;-1代表已经发球YA=1;YB=0;SHE:=10000000;WOJIA:=WOJIA-1; ELSIF A=0 AND B=0 AND BF=0 AND WOJIB/=0 THEN-B方发球B:=1;YA=0;YB8 THEN IF BJ=0 AND AJ=0THEN-AB都犯规,AB均加分AMARK=AMARK+1;BMARK=BMARK+1;YY=1;A:=0;B:=
9、0;SHE:=00000000;ELSIF BJ=0 OR AJ=1 THEN-AMARK=AMARK+1;YY=1;A:=0;B:=0;SHE:=00000000;ELSESHE:=0&SHE(7 DOWNTO 1);-B方没有击球END IF;ELSIF SHE=0 THEN-球从B方出界AMARK=AMARK+1;YY=1;A:=0;B:=0;ELSEF BJ=0 AND AJ=0 THEN-B方正常击球BMARK=BMARK+1;YY=1;A:=0;B:=0;ELSESHE:=0&SHE(7 DOWNTO 1);-B方没有击球END IF;END IF;ELSIF A=0 AND B=
10、1 THEN-A方发球，情况同前IF SHE16 AND SHE/=0 THENIF AJ=0 AND BJ=0 THEN-Ab过网接球,犯规,AB加分BMARK=BMARK+1;AMARK=AMARK+1;YY16 THENIF AJ=1 AND BJ=0 THENBMARK=BMARK+1;AMARK=AMARK+1;YY=1;A:=0;B:=0;SHE:=00000000;ELSIF AJ=0 AND BJ=0 THENAMARK=AMARK+1;YY=1;A:=0;B:=0;SHE:=00000000;ELSE SHE:=SHE(6 DOWNTO 0)&0;END IF;ELSIF S
11、HE=0 THEN BMARK=BMARK+1;YY=1;A:=0;B:=0;ELSEIF AJ=0 THENA:=1;B:=0;ELSESHE:=SHE(6 DOWNTO 0)&0;END IF;END IF;END IF;END IF;SHIFT=SHE;YYYTMP1 THENIF ALA=1001 THENALA:=0000;AHA:=AHA+1;TMP1:=TMP1+1;ELSEALA:=ALA+1;TMP1:=TMP1+1;END IF;END IF;IF BMARKTMP2 THENIF BLA=1001 THEN BLA:=0000;BHA:=BHA+1;TMP2:=TMP2+
12、1;ELSEBLA:=BLA+1;TMP2:=TMP2+1;END IF;END IF;END IF;AL=ALA;AH=AHA;BL=BLA;BH=BHA;END PROCESS;END ABHV;4系统仿真乒乓球比赛游戏机仿真波形如下图：图4-1图4-25硬件验证EP1K10TC100-36总结经过两周的EDA课程实训练，我更加了解了PLD程序设计代码的设计流程，也加深了我对该课程的认识，学会了怎样将两个模块程序代码连接起来，并编译、仿针正确。虽然在设计的过程中有失败，但是我们都想办法，保持冷静，点一点的排除障碍，到最后获取成功，一种自信心由然而生。这次实训使我们真正的体验了自主学习、个人分工和分组合作，让我深深体会到了积累知识的重要性，让我能更好的学习PLD与数字电路设计。7参考书目李国丽 朱维勇 电子技术实验指导书 中国科技大学出版社潘松 黄继 EDA技术实用教程 科学出版社王金明 Verilog HDL程序设计教程宋万杰 罗丰 吴顺君 CPLD技术及其应用 西安电子科技大学出版社张昌凡 龙永红 彭涛 可编程逻辑器件及VHDL设计技术 华南工学院出版社
