拔河游戏机的课程设计

职业技术学院学生课程设计报告课程名称：拔河游戏机专业班级：应用电子112班姓名：汤元源学号：20110309228学期: 2012-2013第二学期一、总体设计思想1.基本原理电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛游戏电路。

由一排发光二极管表示拔河的“电子绳”。

由甲乙双方通过按纽开关使发光二极管向一方的终点延伸，当延伸到某方的最后一个发光二极管时，则该方获胜，连续比赛多局以定胜负。

本电路要求使用9个发光二极管，开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。

游戏双方各持一个按钮，迅速地、不断地按动，产生脉冲，谁按得快，亮点就向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次。

亮点移到任一方终端二极管时，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复到中心。

最后用数码管显示获胜者的盘数。

由设计内容可知，首先需要一个十进制的计数器，用于对双方按钮的次数计数，并通过译码器显示在数码管上。

设计要求用50MHz的频率，而设计用到的是1K Hz的频率，所以要设计一个程序进行分频。

其次，显视控制部分设计要求在发光二极管上显示游戏状态，双方每按十次，亮点向先按十次移动一次，对脉冲进行计数，每十次移一位。

需接入一个清零端，用于复位。

再次，运用VHDL程序语言进行各个模块的程序编写，控制电路的正常运行。

最后，将以上程序组装起来，就可得到所需要的拔河游戏机。

2.设计框图图1. 拔河机游戏机框图二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛游戏电路。

由一排发光二极管表示拔河的“电子绳”。

由甲乙双方通过按纽开关使发光二极管向一方的终点延伸，当延伸到某方的最后一个发光二极管时，则该方获胜，连续比赛多局以定胜负。

图2.系统RTL图示2、模块设计和相应模块程序1、文件名：baheLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY BAHE ISPORT (A,B,RST,CLK: IN STD_LOGIC;SG,LED: OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);BT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END BAHE;ARCHITECTURE ONE OF BAHE ISCOMPONENT CNT10PORT (CLK,RST,EN: IN STD_LOGIC;COUT: OUT STD_LOGIC;CQ: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END COMPONENT;COMPONENT SCANPORT (CLK : IN STD_LOGIC;A1, A2,A3,B1,B2,B3: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SG: OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);BT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END COMPONENT;COMPONENT LMOVPORT (KL ,KR: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ;LED: OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);EN : OUT STD_LOGIC;RST: IN STD_LOGIC);END COMPONENT;SIGNAL E,F,CA1,CA2,CB1,CB2: STD_LOGIC;SIGNAL CQA1,CQA2,CQA3,CQB1,CQB2,CQB3:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINU1:CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>A,COUT=>CA1,CQ=>CQA1);U2: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>CA1,COUT=>CA2,CQ=>CQA2);U3: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>CA2,CQ=>CQA3);U4: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>B,COUT=>CB1,CQ=>CQB1);U5: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>CB1,COUT=>CB2,CQ=>CQB2);U6: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>CB2,CQ=>CQB3);U7: SCAN PORT MAP(A1=>CQA1,A2=>CQA2,A3=>CQA3,B1=>CQB1,B2=>CQB2,B3=>CQB3,CLK=>CLK,SG=>SG,BT=>BT);U8: LMOV PORT MAP (EN=>E,KL=>CQA2,KR=>CQB2,RST=>RST,LED=>LED); END ARCHITECTURE ONE;2、文件名：scanLIBRARY IEEE; --数码管显示模块USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY SCAN ISPORT (CLK : IN STD_LOGIC;A1,A2,A3,B1,B2,B3: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SG: OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);BT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END SCAN;ARCHITECTURE ONE OF SCAN ISSIGNAL CNT4: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);SIGNAL A : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL CLK1: STD_LOGIC;BEGINP1:PROCESS(CNT4)BEGINCASE CNT4 ISWHEN "000"=>BT<="10000000";A<=A1;WHEN "001"=>BT<="01000000";A<=A2;WHEN "010"=>BT<="00100000";A<=A3;WHEN "011"=>BT<="00000100";A<=B1;WHEN "100"=>BT<="00000010";A<=B2;WHEN "101"=>BT<="00000001";A<=B3;WHEN OTHERS=>BT<="00000000";END CASE ;END PROCESS P1;P2:PROCESS (CLK)VARIABLE CT: INTEGER RANGE 0 TO 50000;BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN --1000HZ IF CT<49999 THENCT:=CT+1;CLK1<='0';ELSECT:=0;CLK1<='1';END IF;END IF;END PROCESS P2;PROCESS(CLK1)BEGINIF CLK1'EVENT AND CLK1='1' THENIF CNT4<5 THENCNT4<=CNT4+1;ELSECNT4<="000";END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS (A)BEGINCASE A ISWHEN "0000"=>SG<="100000000";WHEN "0001"=>SG<="111110001";WHEN "0010"=>SG<="001001000";WHEN "0011"=>SG<="001100000";WHEN "0100"=>SG<="000110010";WHEN "0101"=>SG<="000100100";WHEN "0110"=>SG<="000000100";WHEN "0111"=>SG<="111110000";WHEN "1000"=>SG<="000000000";WHEN "1001"=>SG<="100011111";WHEN "1010"=>SG<="000100100";WHEN "1011"=>SG<="000011000";WHEN "1100"=>SG<="010001100";WHEN "1101"=>SG<="001001000";WHEN "1110"=>SG<="001000000";WHEN "1111"=>SG<="000011111";WHEN OTHERS=>NULL;END CASE ;END PROCESS;END ONE;3、文件名：cnt10LIBRARY IEEE; --频率计数模块USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CNT10 ISPORT(CLK,RST,EN: STD_LOGIC;COUT: OUT STD_LOGIC;CQ: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) );END CNT10;ARCHITECTURE ONE OF CNT10 ISBEGINPROCESS(CLK,RST,EN)VARIABLE CQI: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINIF RST='1' THENCQI:=(OTHERS=>'0');ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF EN='1' THENIF CQI<9 THEN CQI:=CQI+1;ELSE CQI :=(OTHERS=>'0');END IF ;END IF;END IF;IF CQI=9 THEN COUT<='0' ;ELSE COUT<='1';END IF;CQ<=CQI;END PROCESS;END ONE;4、文件名：imovLIBRARY IEEE; --LED指示模块USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY LMOV ISPORT (KL ,KR: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ; LED: OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0); EN: OUT STD_LOGIC;RST: IN STD_LOGIC);END LMOV;ARCHITECTURE ONE OF LMOV ISBEGINPROCESS(RST,KL,KR)BEGINIF RST='1' THEN LED<="111101111";EN<='1'; ELSIF KL-KR=1 THEN LED<="111011111";EN<='1'; ELSIF KL-KR=2 THEN LED<="110111111";EN<='1'; ELSIF KL-KR=3 THEN LED<="101111111";EN<='1'; ELSIF KL-KR=4 THEN LED<="011111111";EN<='0'; ELSIF KR-KL=1 THEN LED<="111110111";EN<='1'; ELSIF KR-KL=2 THEN LED<="111111011";EN<='1' ; ELSIF KR-KL=3 THEN LED<="111111101";EN<='1'; ELSIF KL-KR=4 THEN LED<="111111110";EN<='0'; ELSIF KR-KL=0 THEN LED<="111101111";EN<='1'; ELSE NULL;END IF;END PROCESS;END ONE;3、仿真及仿真结果分析计数器仿真波形LED显示模块仿真波形系统仿真波形4、实验调试结果1编程下载及配置，选择Assignments —Assignments Editor ,在Assignments Edito窗口中选择pin标签页，按下图分配引脚。