excd-1 Lab19 俄罗斯方块

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北京中教仪装备技术有限公司 实验十九俄罗斯方块游戏的设计 一、 1. 2. 3. 实验前准备 EXCD-1 可编程片上系统开发板；下载线； 5V 电源； 由于实验中要使用 VGA 接口，确认 DIP 开关 JP2 拨至上方（VGAPORT）； 二、 1. 2. 实验目的 学习并掌握应用 PS/2 键盘以及 VGA 接口显示的使用。掌握综合使用不同接口的设计方法。 三、 1. 实验内容 总体设计 下图给出了该设计的模块结构图。该设计由下面模块组成：键盘输入模块，游戏控制模块，图像显示模块，文字显示模块，存储单元，复用单元和 VGA 控制模块组成。其中图像显示模块和文字显示模块复用 VGA 控制模块。游戏控制模块，图像显示模块和文字显示模块通过存储单元交换数据。 图 19-1 俄罗斯方块系统结构组成图 图 19-2 给出了系统的模块连接关系，其各个模块的主要功能有： 1) 2) 3) 4) 5) keyboardVhdl：键盘接收模块，读取键盘发送的扫描码； kbfilter：键盘识别模块，识别扫描码是否为指定按键； gamecontrol：游戏控制模块，程序主控单元，通过状态机控制； score：得分统计模块，得分统计和速度控制； RAMB4_S4_S4：双口 RAM 模块，包含游戏界面图像块的色彩和位置信息； 1

北京中教仪装备技术有限公司 6) 7) 8) 9) RAMB4_S8_S8：双口 RAM 模块，包含游戏文字界面； text_display：文字显示模块，读双口 RAM 只能显示的文本信息信息生成像素； mux：复用选择单元，选择平面图像显示还是文本显示； VGA：VGA 模块，生成 VGA 接口显示控制信号； 2

北京中教仪装备技术有限公司 图 19-2 系统结构详细模块图 3

北京中教仪装备技术有限公司 2. 1) 系统各个模块的设计键盘接口模块的设计 这个模块读取键盘发送的扫描码. 该模块实现键盘到主设备的单向通信，并由启动位和停止位控制。图给出了键盘接口符号描述。表给出键盘接口模块的信号定义。 表 19-1 键盘接口信号定义信号 clk kc kd rst sseg(7:0) an 模式输入输入输入输入输出输出功能描述主时钟输入 PS/2 键盘时钟 PS/2 键盘数据异步复位扫描码报警 kc kd clk sseg(7:0) rst an 图 19-3 键盘接口符号 2) 键盘识别模块的设计 如果扫描码送给下一个模块时，ssegout 将得到”segin”的值，”send”输出将该改变其值，从‘0’到‘1’ ，或者从‘1’到‘0’ 。 表 19-2 键盘识别模块接口信号定义 ssegin(7:0) 信号 mclk an ssegin(7:0) ssegout(7:0) send 模式输入输入输入输出输出功能描述主时钟输入报警输入扫描码扫描码过滤报警输出 mclk 图 19-4 键盘识别模块符号 an send ssegout(7:0) 3) VGA 接口模块的设计 该模块为 VGA 显示模块，该模块提供 VGA 接口控制信号。将文字和图像信息显示在 VGA 显示器上。图给出了 VGA 接口模块符号。表给出了 VGA 接口模块信号定义。 4

北京中教仪装备技术有限公司 表 19-3 VGA 接口模块信号定义 信号 mclk pix(2:0) clkd blu grn hs red vs vid text 模式输入输入输出输出输出输出输出输出输出输出 功能描述主时钟输入像素颜色时钟– 25MHz VGA 蓝色信号 VGA 绿色信号 VGA 行同步信号 VGA 红色信号 VGA 同步信号激活 tetrix 显示元件激活文本显示元件 pix(2:0) blu clkd grn hs red text mclk vid vs 图 19-5 VGA 接口模块符号 4) 图像显示模块的设计 该模块是显示控制模块。表给出了图像显示模块的信号定义，图给出了图像显示模块的符号。 表 19-4 图像显示模块信号定义信号 clkdiv rect(3:0) mclk Vid pixel(2:0) crx(4:0) cry(4:0) 模式输入输入输入输入输出输出输出功能描述主时钟输入 clkdiv BRAM 数据输出时钟– 50MHz, 用于绘制更多颜色使能输出 –使能元件像素颜色 BRAM 地址输入 BlockRAM 地址输入 vid 图 19-6 图像显示模块符号 mclk pixel(2:0) cry(4:0) rect(3:0) crx(4:0) 5) 文本显示模块的设计 该模块生成文本像素信息。表给出了文本显示模块设计，图给出了文本显示模块的符号。 5