基于vhdl乒乓游戏机的设计与实现说明书

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1、目录1引言12VHDL简介22.1VHDL的特点及优点22.2设计流图33模块设计63.1七段数码管显示译码器73.2按键去抖电路93.3状态机设计113.3.1状态机的6种状态及状态转移113.3.2状态机/球台控制程序123.4记分器设计174系统硬件测试204.1GW48系统的主要性能和特点204.2FPGA目标芯片管脚图204.3系统的编译、综合、适配224.4系统的有关仿真244.5系统的编程配置265结论28参考文献29致谢30iii摘要VHDL是甚高速集成电路硬件描述语言。目前，VHDL已成为许多设计自动化工具普遍采用的标准化硬件描述语言。VHDL语言功能性强，覆盖面

2、广，灵活性高，具有很好的实用性。本文设计一个基于VHDL的乒乓游戏机，乒乓游戏机由状态机、记分器、译码显示器与按键去抖等部分所组成。通过对各部分编写VHDL程序，然后进行编译、仿真、逻辑综合、逻辑适配，最后进行编程下载，并且通过GW48型EDA实验箱的验证，实现乒乓游戏机的基本功能。关键词：VHDL；GW48；乒乓游戏机iiiAbstractVHDLishighspeedIChardwaredescribelanguage.VHDLalreadybecomesthelanguageofnormalizinghardwaredescribethatalotofdesignautoma

3、tionimplementadoptscommonlyatpresent.TheVHDLlanguagefunctionisstrong.Thefacecoveringisbroad,flexibilityhighandhavetheverygoodpragmatism.OnemainbodyofthebookisdesignedwaitsforwhatpartgroupisaccomplishedowingtothatVHDLtabletennisgamemachine,tabletennisgamemachinegototremblefromstatemachine,marke

4、r,decodingdisplayandbutton.BycompilingandcomposingVHDLproceduretoeverypart,thencompiling,simulate,logicsynthesis,logicfitting.Carryoutprogrammingtimebeloadedwithfinally.ThenverificationandbyGW48typeEDAexperimentbox,realizetabletennisgamemachine’sfundamentalfunction.Keywords:VHDL;GW48;Tabletenn

5、isgamemachineiii1引言随着社会的进步和工业技术的发展，在电子线路设计领域中，设计自动化工具已经逐步为设计者所接受，成为主要的设计手段。目前，VHDL已成为许多设计自动化工具普遍采用的标准化硬件描述语言，掌握VHDL语言，用VHDL语言设计电子线路，是电子线路设计者必须掌握的基本技能。VHDL支持数字电路的开发环境，VHDL也支持各种设计方法：自顶向下、自底向上或混合的方法[1]。VHDL语言功能性强，覆盖面大，灵活性高，具有很好的实用性[2]。本文设计一个基于VHDL的乒乓游戏机，乒乓游戏机是由5个发光二极管代表乒乓球台，中间的发光二极管兼作球网，用点亮的发光二极管

6、按一定方向移动来表示球的运动。在游戏机的两侧各设置两个开关，甲乙二人按乒乓球比赛规则来操作开关。本设计由译码显示器、记分器、状态机/球台控制器与按键去抖等部分组成。本设计是用实验箱GW48进行模拟乒乓机，用发光二极管代表乒乓球台，最中间的发光二极管作球网，用点亮的发光二极管按一定方向移动来表示球的运动，用按钮设置发球和接球开关。设计总体要求：乒乓机能模拟乒乓球比赛的基本过程和规则，并能自动裁判和记分。本设计的主要任务和要求如下：（1）使用乒乓机的甲乙双放在不同的位置发球或击球。（2）乒乓球的位置和移动方向由灯亮及依次点亮的方向决定。球的速度为0.1s-0.5s移动1位。球过网，接球

7、方向即可击球，提前击球或没击球均判失分。（3）比赛按21分为一局进行，甲乙双方都应设置自己的记分牌，任何一方先记满21分，该方就算胜出，按RESET复位重新开局。162VHDL简介VHDL是VeryhighspeedintegratedcircuitHardwareDescriptionLanguage的缩写，即“甚高速集成电路硬件描述语言”，最初由美国国防部和INTER、IBM、TI公司联合开发，1987年成为IEEE标准，即IEEE1076标准（俗称87版VHDL