基于VHDL的乒乓球游戏机设计
最新基于VHDL的乒乓球游戏机设计--课程设计说明书doc
最新基于VHDL的乒乓球游戏机设计--课程设计说明书
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一、乒乓球游戏机简介
乒乓球游戏机是一款集休闲娱乐和智力结合于一体的游戏机，它模拟
了非常真实的乒乓球比赛，采用VHDL语言实现了游戏机本身的控制系统，用户可以通过操作杆来控制屏幕上的球拍，体验乒乓球比赛的激烈对抗。
二、课程设计目标
1.了解VHDL语言的基本原理
2.掌握系统的基本结构
3.基于VHDL语言实现乒乓球游戏机的控制系统
4.通过操作杆实现游戏控制
三、课程设计内容
1.基本原理
可编程逻辑基础：必须掌握VHDL的基本原理，以及基本的数字电路
原理，包括可编程逻辑器件，基本的逻辑门，运算器，状态机等的基本知识，能够熟练编写VHDL程序，并理解其原理。
2.基本结构
设计开发PCB：根据设计需要，设计开发PCB外型，可以实现PCB组装，板载电源，实现游戏机基本功能。
3.实现控制系统
编写VHDL程序：基于VHDL语言，实现乒乓球游戏机的控制系统，主要包括实现芯片内部部件的交互，实现模拟屏幕的更新，以及实现外设的控制，如操作杆的输入。
4.游戏控制。
基于某Verilog地乒乓球游戏电路设计
大学EDA课程设计：学号：班级：专业：学院：目录0 引言............................................................................................................................. - 1 -1 设计要求..................................................................................................................... -2 -2 设计思路..................................................................................................................... - 2 -3 Verilog程序 ................................................................................................................ - 3 -4 功能仿真..................................................................................................................... - 3 -5 总结........................................................................................................................... - 11 -致...............................................................................................................................- 11 -参考文献.......................................................................................................................- 11 -基于Verilog的乒乓球游戏电路设计0 引言可编程器件的广泛应用，为数字系统的设计带来了极大的灵活性。
基于VHDL的乒乓球游戏设计与仿真
基于VHDL的乒乓球游戏设计与仿真乒乓球是一款经典的电子游戏，也是计算机工程师常用于设计和仿真的一个项目。
基于VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）的乒乓球游戏设计与仿真是一个相对复杂的项目，但也是一个非常有挑战性和有趣的任务。
在开始设计和仿真乒乓球游戏之前，我们需要明确游戏的基本原理和规则。
乒乓球游戏是一个双人游戏，游戏界面通常划分为两个区域，每个区域都有一个球拍，玩家需要使用球拍将乒乓球击回对方的区域。
乒乓球可以在游戏界面的墙壁上反弹，玩家需要控制球拍的移动来接住乒乓球，以防止乒乓球碰到墙壁并反弹到自己的区域。
当乒乓球成功穿过对方区域的墙壁时，玩家得分一分。
1.乒乓球移动模块：这个模块需要确定乒乓球的初始位置和速度，并在游戏过程中控制乒乓球的移动。
可以使用VHDL语言实现一个简单的有限状态机来处理乒乓球的移动逻辑。
2.球拍移动模块：这个模块需要处理玩家对球拍的控制操作，根据玩家的输入移动球拍。
可以使用VHDL语言实现一个简单的有限状态机来处理球拍的移动逻辑。
3.碰撞检测模块：这个模块需要检测乒乓球和球拍以及墙壁之间的碰撞，根据碰撞的结果调整乒乓球的移动方向和球拍的状态。
可以使用VHDL语言实现一个简单的逻辑电路来处理碰撞检测。
4.得分计数模块：这个模块需要在乒乓球穿过对方区域的墙壁时更新玩家的得分。
可以使用VHDL语言实现一个简单的计数器来处理玩家的得分计算。
在完成以上模块的设计之后，可以使用VHDL工具对整个乒乓球游戏进行仿真。
仿真可以用来验证设计的正确性和性能，并调试任何潜在的问题。
在仿真过程中，可以模拟玩家的输入和游戏界面的变化，以验证游戏逻辑的正确性。
经过设计和仿真，可以进一步将乒乓球游戏实现到硬件平台上，例如FPGA（Field Programmable Gate Array）或ASIC（ApplicationSpecific Integrated Circuit）。
最新基于VHDL的乒乓球游戏机设计--课程设计说明书doc
最新基于VHDL的乒乓球游戏机设计--课程设计说明书doc课程设计说明书设计目的：本课程设计的目的是设计一个基于VHDL的乒乓球游戏机。
通过该设计，可以提高学生对VHDL语言的应用能力，理解数字电路的设计原理以及掌握乒乓球游戏机的相关设计技术。
设计原理：乒乓球游戏机主要由显示模块、控制模块和逻辑模块组成。
其中，显示模块负责将乒乓球游戏界面实时显示在屏幕上，控制模块负责接收游戏操作输入并进行相应的操作控制，逻辑模块则负责处理游戏规则和判断输赢。
设计步骤：1.确定显示模块的功能：显示游戏界面包括乒乓球、球拍和边界等元素，并实现实时更新。
2.设计乒乓球的运动控制逻辑：根据乒乓球的速度和方向，通过控制模块实现乒乓球的运动控制。
3.实现球拍的控制逻辑：通过控制模块，实现对球拍的移动控制，以便玩家能够操控球拍进行游戏。
4.设计游戏规则判断逻辑：根据乒乓球与球拍的碰撞判断，判断球拍的位置和乒乓球的运动方向，并根据规则进行相应的判断判定输赢。
5.进行功能测试和调试：对设计的乒乓球游戏机进行功能测试和调试，确保其能够正常运行。
设计要求：1.采用VHDL语言进行设计，能够熟练使用VHDL语言进行数字电路的设计与实现。
2.设计的乒乓球游戏机能够实现显示游戏界面和实时更新，能够进行游戏操作并判断输赢。
3.设计的乒乓球游戏机的控制逻辑和判断逻辑要简洁明了，能够确保游戏的流畅性和真实性。
设计方案：1.显示模块：使用VGA显示模块，将游戏界面实时显示在屏幕上，包括乒乓球、球拍和边界等元素。
2.控制模块：使用按键扫描模块获取游戏操作输入，并根据输入进行相应的操作控制，控制乒乓球运动和球拍移动。
3.逻辑模块：设计碰撞判断逻辑，判断乒乓球与球拍的碰撞情况，并根据碰撞情况判断球拍的位置和乒乓球的运动方向，以及根据规则进行输赢的判断。
实现计划：1.第一周：完成功能分析和设计方案的制定，明确设计的总体思路和目标。
2.第二周：完成显示模块的设计和测试，确保游戏界面能够实时显示在屏幕上。
基于VHDL的乒乓球游戏机设计--课程设计说明书
基于VHDL的乒乓球游戏机设计--课程设计说明书
一、背景介绍
游戏是世界上最受欢迎的娱乐形式之一，它能够激发人们的学习兴趣，增强他们的积极性和自信心。
此外，游戏能够让用户有趣地获得知识和乐趣，从而增进了他们的思维能力。
在促进个人发展和社会发展的同时，乒
乓球游戏也是一个有趣的游戏，游戏机可以随时随地为用户提供游戏，满
足用户的需求。
二、设计目标
本课程设计的目标在于使用VHDL设计一个基于乒乓球游戏的游戏机，游戏双方的玩家可以分别操作乒乓球机器人，以得分。
该游戏机必须具备
实时检测玩家输入的功能，当玩家输入指令时，游戏机钟能够及时响应，
从而实现玩家的要求，从而达到实现游戏功能的目的。
三、VHDL设计内容
1.乒乓球机器人控制系统：此系统使用VHDL编程，对乒乓球机器人
的运动进行控制，控制机器人的移动方向、速度等，使乒乓球机器人能够
按照玩家的输入运动。
2.控制芯片：主控芯片采用VHDL语言编程，实现控制乒乓球机器人
的运动方向和速度的控制，使乒乓球机器人按照玩家的输入运动，从而实
现游戏机功能的实现。
基于VHDL的乒乓球设计
基于VHDL的乒乓球设计乒乓球是一种非常受欢迎的体育项目，可以单独进行，也可以进行团体比赛。
这篇文章将介绍使用VHDL（VHSIC硬件描述语言）设计一个基于FPGA（可编程逻辑器件）的乒乓球游戏。
在设计之前，我们需要了解游戏的基本规则和要求。
乒乓球游戏是一个简单的游戏，需要两个玩家和一个球。
游戏开始时，球从一个玩家开始发球，并通过轮流击球来继续游戏。
每个玩家需要使用球拍击打球，并试图将球打过对方的网，并使对方无法接到球。
如果一方无法接到球，则对手得分，并且游戏继续进行，直到达到一定分数或者决定胜负。
在设计中，我们需要考虑以下几个方面：1.游戏界面：我们需要设计一个显示器来显示游戏界面，包括玩家1和玩家2的得分、游戏中间的网、以及球的位置。
我们可以使用FPGA内部的RAM来存储得分，并使用VHDL代码来控制显示器的显示。
2.玩家控制：每个玩家需要使用一个球拍来击打球。
我们可以设计两个按钮来控制球拍的上下移动，通过读取按钮的状态来实现控制。
3.球的移动：球需要在游戏界面中移动，并与球拍和网进行碰撞。
我们可以使用VHDL代码来控制球的移动，检测碰撞，并确定球的反弹方向。
4.得分系统：当球无法被对方接到时，对手将得分。
我们可以设计一个计数器来记录每个玩家的得分，并在达到一定分数时决定胜负。
基于上述要求，我们可以开始设计基于VHDL的乒乓球游戏。
首先，我们需要确定FPGA的架构，包括使用的逻辑单元、存储单元和输入/输出接口。
然后，我们可以使用VHDL编写对应的模块，包括游戏界面显示、玩家控制、球的移动和得分系统。
对于游戏界面的显示，我们可以使用两个数码管来显示玩家1和玩家2的得分，并使用一块LCD屏幕来显示游戏界面。
在VHDL代码中，我们可以使用RAM来存储得分，并使用计数器来更新得分。
然后，我们可以使用VHDL代码来控制LCD屏幕的显示，包括绘制游戏界面和更新球的位置。
对于玩家控制，我们可以使用两个按钮来控制球拍的移动。
VHDL大作业-二人乒乓球游戏机设计
.VHDL数字系统设计与测试VHDL二人乒乓球游戏机设计学号：姓名：一、设计课题的任务要求两人乒乓球游戏机是以8*8点阵作为场地，中间的6*6共36个点作为球台，最外围的一圈点作为球拍移动的轨道，并通过数码管显示双方的局数和比分。
双方个通过3个按钮控制球拍的上下移动及发球（场上无球时）。
球接触到球拍后会自动改变方向和速度（在一定范围内）。
当球在甲方的半场移动出球台范围后，乙方得分，然后重新发球。
直到达到规定比分后，比赛结束。
（1）以8*8点阵作为场地，中间的6*6共36个点作为球台，最外围的一圈点作为球拍移动的轨道，通过两个按键控制球拍的移动；（2）球的移动速度：在x，y方向上均为0.2s/点~0.6s/点（可为0），会在击球时按一定规则自动改变；（3）通过按钮移动球拍，球拍不能移出自己的半场（8*4）；（4）球出界后，自动判定得分，球从球场中消失，等待下一次发球；（5）用数码管显示局数和比分，参考正式比赛规则，采用7局4胜制：当一方得分超过11分，并超过对方两分时，本局比赛结束，当一方率先赢得4局时，比赛结束，此时数码管保持最终比分。
（6）按下复位键，比分清零，双方重新开始比赛；（7）双方按乒乓球比赛规则获得发球权，没有发球权的一方，发球开关无效。
二、系统设计1、设计思路用x，y两坐标表示8*8点的每个点。
分别用一组信号表示球和两球拍的坐标，以及球的移动速度。
以一定周期（0.1s），改变球的坐标，以达到移动球的目的，用一组信号（xm、ym）记录球经过几个周期（0.1s）在想x或y方向上移动一个点，通过改变这两个信号的大小，即可控制球移动的速度和方向。
球拍的移动由按钮控制，鉴于球拍只在最外圈移动，只需要上下两个按钮即可。
当球拍在y方向上移动到边缘时，会自动转为在x方向上移动。
球拍长度为3个点，只需记录中间点的位置即可。
当球与球拍接触时（球的坐标与球拍中心的坐标在x，y两个方向的差均不大于1），根据球与球拍中心的相对位置，改变xm、ym，从而将球击回。
基于VHDL的乒乓球游戏设计与仿真
基于VHDL的乒乓球游戏设计与仿真乒乓球是一种受欢迎的体育项目，也是一种常见的电子游戏。
在这个项目中，我们将使用VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）来设计和仿真一个基于FPGA（Field Programmable Gate Array）的乒乓球游戏。
首先，我们需要确定游戏的功能和特性。
乒乓球游戏包括两个玩家，每个玩家控制一个球拍，目标是在不让球通过自己的一侧的情况下将球打过对方。
游戏区域可以通过显示器来实现，并且需要考虑到球和球拍的移动、碰撞和得分计算等功能。
接下来，我们将通过VHDL来实现这个游戏。
首先，我们需要定义并设计游戏区域的尺寸。
可以使用一个框架来表示球拍、球和边界。
然后，我们需要定义球拍和球的移动方式，以及碰撞检测功能。
游戏的得分计算可以通过计算球与边界的碰撞实现，并根据球在球拍上的碰撞情况来更新得分。
在VHDL中，我们可以使用状态机来实现游戏的不同功能。
状态机是一种有限状态机，在每一个时钟周期中会根据当前状态和输入信号确定下一个状态和输出信号。
我们可以根据不同的游戏功能来定义不同的状态和输入信号，并根据需要修改输出信号。
完成VHDL设计后，我们需要进行仿真以测试设计的正确性和性能。
我们可以使用模拟器来进行仿真，并根据不同的输入信号来观察输出信号的变化。
通过仿真，我们可以检测到可能存在的错误和问题，并进行修复和优化。
最后，我们将设计的VHDL代码烧录到FPGA芯片中，并将显示器和输入设备连接到FPGA上。
这样，我们就可以在显示器上实时显示游戏区域，并通过输入设备来控制球拍的移动。
通过这种方式，我们可以在FPGA上实现一个乒乓球游戏，使其成为一个真正的电子游戏。
总结来说，通过VHDL，我们可以很容易地设计和仿真一个乒乓球游戏。
通过合适的状态机定义和输入输出信号，我们可以实现游戏的各种功能和特性。
基于VHDL的乒乓球游戏机的设计与实现2348292
基于VHDL的乒乓球游戏机的设计与实现2348292基于VHDL的乒乓球游戏机的设计与实现摘要：本文介绍了乒乓球游戏机的设计，并进行了程序仿真，实现一个乒乓球游戏机的规定功能。
设计的乒乓球游戏机能够正确判断与显示乒乓球的位置，并能自动裁判和记分的装置，可应用于实际的乒乓球游戏比赛中。
程序通过调试运行，实现了设计目标。
本论文对系统的功能设计、实现流程及正确使用都做了详细的描述。
系统开发平台为MAX+PLUSII，程序设计语言为VHDL。
关键词:乒乓球游戏机；设计；实现；VHDL；MAX+PLUSⅡ；Design and realization of table tennis game playerAbstract:This article introduces the design of the table tennis game player, and carried out simulation procedures, implementation of the provisions of a table tennis game features. Designed to be able to correctly judge the table tennis game table and display the location, and can automatically appear and scoring devices, can be applied to the actual game of Table Tennis Game. Procedure debugging operations, implementation of the design objectives. This thesis describes in detail the function of the system design, implementation and proper use of flow are described in detail to do. System development platform for the MAX + PLUSII, programming language for VHDL..Keywords:table tennis game player; design; realization; VHDL; MAX + PLUS Ⅱ目录1 引言 (1)1.1 课题设计的目的 (1)1.2 课题设计的内容 (2)2 EDA、VHDA简介 (3)2.1 EDA的发展概况 (3)2.2 硬件描述语言---VHDL (3)3 乒乓球游戏机设计过程 (5)3.1设计规划 (5)3.2乒乓球实体的设计 (6)3.3 状态机编程实现 (7)3.4 记分译器的设计 (10)3.5 构造体的设计 (12)4 系统仿真 (14)4.1系统编译 (14)4.2系统有关波形的仿真 (14)结束语 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)《乒乓球游戏机的设计与实现》第 1 页共 30 页1 引言08年奥运，在电视机前欢腾了半个晚上。
最新基于VHDL课程设计乒乓球游戏
最新基于VHDL课程设计乒乓球游戏
主要内容有：
一、引言
乒乓球游戏是一款常见的电子娱乐游戏，通过控制乒乓球板上的乒乓球可以获得不同的游戏效果。
本文以VHDL课程设计为基础，设计并实现了一款乒乓球游戏，实现了乒乓球的运动，并设计了界面以及积分系统，使得用户能够享受到不同的娱乐效果。
二、游戏功能及实现
(1)游戏界面设计
游戏界面由显示器提供，由竖直条以及水平条构成，其中竖直条为乒乓球的运动路径，水平条为乒乓球的控制条，以及上方的计分区。
(2)乒乓球运动
乒乓球运动由FPGA板按照用户的操作进行控制，采用VHDL语言编写控制代码，通过MyHDL模块将VHDL程序转换为可烧写的FPGA文件，实现乒乓球在显示器上的运动。
(3)积分系统
积分系统由LED灯圈模块提供，通过FPGA板进行数据的控制，乒乓球每落入一个洞，积分就会+1，当分数达到20分时，游戏结束。
三、设计评估
通过本次课程设计，我们用FPGA板搭建了乒乓球的电子游戏，对VHDL语言认识有了更深入的了解，同时，也锻炼了实践能力，增长了
FPGA设计经验。
而此次游戏设计的完成，也得到了良好的游戏效果，给用户带来了不同的娱乐体验。
四、结论。
基于VHDL的乒乓球设计
课程报告设计课题: 乒乓球游戏的FPGA实现姓名: 黄琳吴胜辉许晓明专业: 电子信息工程学号: 1115108018 1115106047 1115106052 日期 2013 年11月25 日——2013 年 12 月1 日指导教师: 傅文渊华侨大学信息科学与工程学院电子工程系目录1 项目名称、内容与要求………………………………………02页1.1 项目名称…………………………………………………02页1.2 设计内容…………………………………………………02页 1.3 具体要求…………………………………………………02页2 系统整体架构…………………………………………………02页 2.1 设计原理…………………………………………………02页2.2 设计思路…………………………………………………03页3 系统设计………………………………………………………03页 3.1乒乓球游戏机实体的设计………………………………03页 3.2状态机编程实现……………………………………… 04页3.3构造体的设计……………………………………………07页 3.4发挥部分……………………………………………… 08页3.5最后的整体模块和管脚锁定……………………………10页3.6编译和波形仿真…………………………………………10页 3.7分工说明…………………………………………………15页4 结束语…………………………………………………………15页参考书目…………………………………………………………16页一、项目名称、内容与要求1.1项目名称乒乓球游戏的FPGA实现1.2设计内容设计一个由甲乙双方参赛，二人乒乓球游戏机。
用8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。
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钮开关，即表示启动球拍击球，若击中，则球向相反方向运动，则对方得一分，同时蜂鸣器自动响起。
基于verilog乒乓球游戏机课程设计报告
基于verilog乒乓球游戏机课程设计报告一、设计背景与目的乒乓球是一项受欢迎的运动项目，可以锻炼身体的协调性和反应能力。
为了进一步提高学生的乒乓球水平，我们决定设计一个乒乓球游戏机，通过模拟真实的乒乓球比赛场景，让学生在娱乐中提高他们的技术。
二、设计原理乒乓球游戏机的设计原理主要是利用数字逻辑电路和FPGA实现。
首先，我们需要定义乒乓球运动的规则。
乒乓球从一个初始位置出发，通过张力和角度来调节球的速度和方向。
球在两个板子之间来回运动，直到有一方无法接到球为止。
为了实现这个设计，我们需要借助FPGA的输入输出端口。
玩家可以通过按钮来控制板子的位置，接收按键信号，并将信号转换为逻辑电平输入到FPGA。
FPGA根据接收到的信号，控制板子的移动。
另外，FPGA还需要处理球的运动轨迹，包括弹跳和反射。
设计过程中，我们需要将整个桌面划分为多个区域，每个区域都与逻辑电路相连。
通过逻辑电路的计算，我们可以实时更新球的位置和速度，判断球是否被接住，球是否出界等。
当球被接住或出界时，游戏将进入新的一轮。
三、设计步骤1.定义乒乓球的运动规则，包括球的起始位置、初始速度、板子的移动范围等。
2.划分整个桌面，并将每个区域与逻辑电路相连。
3.设计输入接口，包括接收按钮信号的接口。
4.设计输出接口，包括控制板子移动的接口。
5.设计逻辑电路，实现球的运动轨迹计算，包括弹跳和反射的计算。
6.实现FPGA的硬件描述，包括输入输出端口的定义和逻辑电路的实现。
7.进行仿真测试，验证设计的正确性。
8.制作PCB板和外围电路，完成整个乒乓球游戏机的制作。
四、实际应用乒乓球游戏机可以应用于学校的体育课程中，帮助学生们提高乒乓球技术。
通过轻松愉快的游戏方式，学生能够更好地理解乒乓球的运动规律，并锻炼乒乓球的技术。
此外，乒乓球游戏机还可以用于比赛和娱乐场所。
人们可以通过挑战乒乓球游戏机，提高乒乓球水平，增加娱乐乐趣。
五、设计总结通过这次课程设计，我们深入学习了数字逻辑电路和FPGA的应用，掌握了乒乓球游戏机的设计原理和实现方法。
基于VHDL的乒乓球游戏机设计
李园园《基于VHDL的乒乓球游戏机设计》第1页共23页1引言EDA（ Electronic Design Automation ，电子设计自动化）技术是现代电子工程领域的一门新技术。
它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。
ED/技术的发张和推广应用极大地推动了电子工业的发展。
EDA技术就是以计算机为工具，在EDA软件平台上，对以硬件描述语言VHD为系统逻辑描述手段完成的设计文件自动地完成逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合及优化，逻辑布局布线，逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译，逻辑映射和编程下载等工作。
设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言来完成对系统硬件功能的描述，在ED/工具的帮助下就可以得到最后的设计结果⑴。
近年来，集成电路制造技术的快速发展，一方面促进了相应设计技术的发展，另一方面也对设计技术提出了更高的要求。
当前集成电路设计，面临着功能强、性能好、规模大、成本低、设计周期短等一系列要求和挑战，这些要求和挑战引起了集成电路设计方法的全面革新。
当今，以行为设计为主要标志的新一代数字系统设计理论已形成并得到发展。
在集成电路的数字系统的系统级设计中，VHDL硬件描述语言构造的描述模型优化设计，有利于高效利用设计空间，实现设计结构的精确分析，使芯片资源得以充分利用。
1.1课题的背景、目的20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
而休闲时间越来越少的人们越来越没太多的时间出去搞户外活动，于是众多电子游戏相应而出，成为大家的娱乐节目。
因此设计了这个两人的乒乓球游戏。
而电子信息类产品的开发明显地出现了两个特点：一是开发产品的复杂程度加深；二是开发产品的上市时限紧迫。
而伴随着如上两个特点的产生，相应的出现了设计上的两个问题。
基于VHDL的乒乓游戏机的设计与实现
目录1引言 (1)2 VHDL简介 (2)2.1 VHDL的特点及优点 (2)2.2设计流图 (3)3模块设计 (6)3.1七段数码管显示译码器 (7)3.2按键去抖电路 (9)3.3状态机设计 (11)3.3.1状态机的6种状态及状态转移 (11)3.3.2状态机/球台控制程序 (12)3.4记分器设计 (17)4系统硬件测试 (20)4.1 GW48系统的主要性能和特点 (20)4.2 FPGA目标芯片管脚图 (20)4.3系统的编译、综合、适配 (22)4.4系统的有关仿真 (24)4.5系统的编程配置 (26)5结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)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AbstractVHDL is high speed IC hardware describe language. VHDL already becomes the language of normalizing hardware describe that a lot of design automation implement adopts commonly at present. The VHDL language function is strong. The face covering is broad, flexibility high and have the very good pragmatism. One main body of the book is designed waits for what part group is accomplished owing to that VHDL table tennis game machine, table tennis game machine go to tremble from state machine, marker, decoding display and button. By compiling and composing VHDL procedure to every part, then compiling, simulate, logic synthesis, logic fitting. Carry out programming time be loaded with finally. Then verification and by GW48 type EDA exp eriment box, realize table tennis game machine’s fundamental function.Key words:VHDL; GW48; Table tennis game machine1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。
VHDL课程设计报告乒乓球游戏机
VHDL课程设计报告一. 乒乓球游戏机两人乒乓球游戏机是用8-16个发光二极管代表乒乓球台，中间两个发光二极管兼做乒乓球网，用点亮的发光二极管按一定的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，一个是发球开关（s1a，s1b），另一个是接球开关（s2a，s2b）。
甲乙两人按乒乓球比赛的规则来操作开关。
当甲方按动发球开关s1a时，靠近甲方的第一盏灯亮，然后发光二极管由甲向乙依次点亮，代表乒乓球在移动。
当球过网后，按设计者规定的球位乙方就可以击球。
若乙方提前击球或没击着球，则判乙方失分，甲方记分牌自动加分。
然后重新发球，比赛继续进行。
比赛一直进行到一方记分到21分，该局结束，记分牌清零，可以开始新的一局比赛。
任务和要求二. 电路的工作原理设计一个乒乓球游戏机，该机模拟乒乓球比赛的基本过程和规则，并能自动裁判和记分。
要求如下：1）使用乒乓球游戏机的甲乙双方各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燃的方向决定，球的移动速度为0.1-0.5s移动一位。
使用者根据球的位置发出相应的动作，提前击球或出界均判失分。
设计者可按过网击球来设计。
3）比赛用21分为一局来进行，甲乙双方都应设置各自的记分牌，任何一方先记满21分，该方就算胜了此局。
当记分牌清零后，又可以开始新的一局比赛。
三. VHDL设计思路与程序在乒乓球球游戏机的实现过程中用到四个模块，分别为CORNA, CH41A, SEL, DISP，下面逐一对模块的功能进行描述。
CORNA: 该模块为游戏机中最重要的模块。
共有9个端口，分别为CLR, AF, AJ, BF, BJ, CLK, SHIFT, AH, AL, BH, BL。
模块负责对正常击球、过网击球、未击球予以判定，并进行记分、球的位置输出。
library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity corna isport (clr,af,aj,bf,bj,clk:in std_logic;shift:out std_logic_vector(7 downto 0);ah,al,bh,bl:out std_logic_vector(3 downto 0));end;architecture corna_arc of corna issignal amark,bmark:integer;beginprocess(clr,clk)variable a,b:std_logic;variable she:std_logic_vector(7 downto 0); beginif clr='0' thena:='0';b:='0';she:="00000000";amark<=0;bmark<=0;elsif clk'event and clk='1' thenif a='0' and b='0' and af='0' thena:='1';she:="10000000";elsif a='0' and b='0' and bf='0' thenb:='1';she:="00000001";elsif a='1' and b='0' thenif she>8 thenif bj='0' thenamark<=amark+1;a:='0';b:='0';she:="00000000";elseshe:='0'&she(7 downto 1);end if;elsif she=0 thenamark<=amark+1;a:='0';b:='0';elseif bj='0' thena:='0';b:='1';elseshe:='0'&she(7 downto 1);end if;end if;elsif a='0' and b='1' thenif she<16 and she/=0 thenif aj='0' thenbmark<=bmark+1;a:='0';b:='0';she:="00000000";elseshe:=she(6 downto 0)&'0';end if;elsif she=0 thenbmark<=bmark+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;end process;process(clk,clr,amark,bmark)variable aha,ala,bha,bla:std_logic_vector(3 downto 0); variable tmp1,tmp2:integer;beginif clr='0' thenaha:="0000";ala:="0000";bha:="0000";bla:="0000";tmp1:=0;tmp2:=0;elsif clk'event and clk='1' thenif amark>tmp1 thenif ala="1001" thenala:="0000";aha:=aha+1;tmp1:=tmp1+1;elseala:=ala+1;tmp1:=tmp1+1;end if;end if;if bmark>tmp2 thenif bla="1001" thenbla:="0000";bha:=bha+1;tmp2:=tmp2+1;elsebla:=bla+1;tmp2:=tmp2+1;end if;end if;end if;al<=ala;bl<=bla;ah<=aha;bh<=bha;end process;end corna_arc;SEL:该模块实现为CH41A提供片选信号，通过输入脉冲信号循环输出000、001、100、101信号。
基于VHDL的乒乓球游戏机的设计毕业设计
基于VHDL的乒乓球游戏机的设计毕业设计摘要：本论文设计了一款基于VHDL的乒乓球游戏机，通过FPGA实现了游戏的核心逻辑和显示控制等功能。
论文首先介绍了游戏机的背景和研究意义，然后详细描述了游戏机的硬件设计和VHDL代码实现。
接着对游戏机进行功能测试和性能评估，结果表明游戏机能够流畅运行，并且具有良好的游戏体验。
最后，本文总结了设计过程中的经验教训，并对未来的改进方向进行了展望。
1.引言乒乓球游戏作为一种经典的游戏方式，深受大众喜爱。
本论文旨在设计一款基于VHDL的乒乓球游戏机，通过FPGA实现游戏的核心逻辑和显示控制等功能。
此游戏机可为玩家提供乒乓球对战的快感和挑战，同时也具备一定的娱乐价值。
2.游戏机硬件设计2.1总体设计思路本游戏机采用FPGA作为核心芯片，将乒乓球游戏的核心逻辑、显示控制等功能实现在FPGA上。
游戏机配备了合适的输入设备和输出设备，提供给玩家操作和显示。
2.2输入设备设计游戏机的输入设备采用了按键和手柄两种方式。
通过按键控制乒乓球的挡板移动，通过手柄控制乒乓球的上下移动。
2.3输出设备设计游戏机的输出设备采用了液晶显示屏和音响。
液晶显示屏用于显示游戏界面和提示信息，音响用于播放游戏音效和背景音乐。
3.VHDL代码实现3.1游戏核心逻辑设计游戏核心逻辑主要包括乒乓球的轨迹计算和碰撞判断等功能。
根据输入设备的操作，通过VHDL代码实现乒乓球的移动和碰撞检测等功能。
3.2显示控制设计游戏的显示控制主要包括游戏界面的绘制和显示更新等功能。
通过VHDL代码实现游戏界面的绘制和按需更新显示。
4.功能测试和性能评估通过将游戏机连接到计算机进行测试和评估，结果表明游戏机能够流畅运行，并且具有良好的游戏体验。
游戏机的输入和输出设备响应迅速，能够准确捕捉玩家的操作。
5.结论本论文设计了一款基于VHDL的乒乓球游戏机，通过FPGA实现了游戏的核心逻辑和显示控制等功能。
经过测试和评估，游戏机具备流畅运行和良好游戏体验的特点。
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1引言EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术是现代电子工程领域的一门新技术。
它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。
EDA技术的发张和推广应用极大地推动了电子工业的发展。
EDA技术就是以计算机为工具，在EDA软件平台上，对以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件自动地完成逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合及优化，逻辑布局布线，逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译，逻辑映射和编程下载等工作。
设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言来完成对系统硬件功能的描述，在EDA工具的帮助下就可以得到最后的设计结果[1]。
近年来，集成电路制造技术的快速发展, 一方面促进了相应设计技术的发展, 另一方面也对设计技术提出了更高的要求。
当前集成电路设计, 面临着功能强、性能好、规模大、成本低、设计周期短等一系列要求和挑战, 这些要求和挑战引起了集成电路设计方法的全面革新。
当今, 以行为设计为主要标志的新一代数字系统设计理论已形成并得到发展。
在集成电路的数字系统的系统级设计中, VHDL 硬件描述语言构造的描述模型优化设计, 有利于高效利用设计空间, 实现设计结构的精确分析, 使芯片资源得以充分利用。
1.1课题的背景、目的20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
而休闲时间越来越少的人们越来越没太多的时间出去搞户外活动，于是众多电子游戏相应而出，成为大家的娱乐节目。
因此设计了这个两人的乒乓球游戏。
而电子信息类产品的开发明显地出现了两个特点：一是开发产品的复杂程度加深；二是开发产品的上市时限紧迫。
而伴随着如上两个特点的产生，相应的出现了设计上的两个问题。
其一，在电子系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化的今天，电子厂商们越加迫切地追求电子产品的高功能、优品质、低成本、微功耗和微小封装尺寸，从而使得电子设计日趋复杂。
那么如何去完成这些高复杂度的电子设计呢?其二，电子产品设计周期短和上市快是电子厂商们坚持不懈的追求，那么面对日趋复杂的设计，又如何能够缩短开发时间呢？解决以上两个问题的唯一途径是电子设计自动化（EDA）,即用计算机帮助设计人员完成繁琐的设计工作。
1.2课题设计主要内容两人乒乓球游戏机是用8个发光二级管代表乒乓球台，中间两个发光二极管兼做乒乓球网，用点亮的发光二极管按一定方向移动来表示球的运动。
在游戏机的两侧各设置发球和击球开关，甲乙双方按乒乓球比赛规则来操作开关。
当甲方按动发球开关时，靠近甲方的第一个发光二极管亮，然后发光二极管由甲方向乙方依次点亮，代表乒乓球的移动。
当球过网后按照设计者规定的球位乙方就可以击球。
若乙方提前击球或者未击到球，则甲方得分。
然后重新发球进行比赛，知道一方记分达到21分为止，记分清零，重新开始新一局比赛。
2 开发工具简介2.1EDA技术EDA[2]是电子设计自动化（Electronic Design Automation）缩写，是90年代初从CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）和CAE （计算机辅助工程）的概念发展而来的。
EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言HDL（Hardware Description language）完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。
典型的EDA工具中必须包含两个特殊的软件包，即综合器和适配器。
综合器的功能就是将设计者在EDA平台上完成的针对某个系统项目的HDL、原理图或状态图形描述，针对给定的硬件系统组件，进行编译、优化、转换和综合，最终获得我们欲实现功能的描述文件。
综合器在工作前，必须给定所要实现的硬件结构参数，它的功能就是将软件描述与给定的硬件结构用一定的方式联系起来。
也就是说，综合器是软件描述与硬件实现的一座桥梁。
综合过程就是将电路的高级语言描述转换低级的、可与目标器件FPGA/CPLD相映射的网表文件。
硬件描述语言HDL是相对于一般的计算机软件语言，如：C、PASCAL而言的。
HDL语言使用与设计硬件电子系统的计算机语言，它能描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。
设计者可利用HDL程序来描述所希望的电路系统，规定器件结构特征和电路的行为方式；然后利用综合器和适配器将此程序编程能控制FPGA和CPLD 内部结构，并实现相应逻辑功能的的门级或更底层的结构网表文件或下载文件。
目前，就FPGA/CPLD开发来说，比较常用和流行的HDL主要有ABEL-HDL、AHDL和VHDL。
2.2硬件描述语言—VHDL2.3 MAX+PLUSⅡ的介绍3设计方案3.1状态机的设计思路状态机设置了7个状态，分别是“等待发球状态”，第一盏灯亮状态“，第八盏灯亮状态”，“球向乙移动状态”，“球向甲移动状态”，“允许甲击球状态”，“允许乙击球状态”。
这是该程序中起作用的7个状态。
开始的时候处于“等待发球状态”，若甲发球则状态转移到“第一盏灯亮状态，若乙发球则转移到”第八盏灯亮状态“，具体说明以甲发球为例。
若发球后乙没有提前击球——规定球移动到对方第一个发光二极管时允许击球，那么状态机从“第一盏灯亮状态”转移到“球向乙移动状态”。
若在“球向乙移动状态”乙仍然没有提前击球，状态就转移到“允许乙击球状态”，在此状态下，如果乙击球了，那么状态就转移到“球向甲移动状态”。
在“第一盏灯亮状态”，“球向乙移动状态”中，如果乙击球了，就算提前击球，这样甲得分，状态转移到“等待发球状态”等待发球。
“球向甲移动状态”之后的过程和前面的过程只不过是甲乙角色的调换而已。
状态转移规则都是一样。
图3-1给出了乒乓游戏机的状态转移图。
图3-13.2乒乓球游戏机实体的设计设计该乒乓球游戏机的输入/输出端口。
首先考虑输入端口，一般都应该设置一个异步置位端口reset，用于在系统不正常时回到初始状态；两个发球输入端serve1和serve2，逻辑‘1’分别表示甲方和乙方的发球；两个击球输入端hit1和hit2，逻辑‘1’分别表示甲击球和乙击球；一个开始游戏按钮startbutton，处于逻辑‘1’表示可以游戏；还得有一个时钟输入端口clk。
其次考虑输出端口，芯片应该有8个输出端口来控制8个发光二极管，输出逻辑‘1’即输出一个高电平，可以使发光二极管点亮；另外，要直观地表示双方的得分，就得用到七段译码器，每方用到2个，可以表示0~21的数字，每个七段译码器需要芯片的7个输出端口来控制，总共需要28个输出端口。
实体的设计如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity pingponggame isport(reset: in std_logic;clk: in std_logic;startbutton: in std_logic;serve: in std_logic_vector(1 to 2);hit1,hit2: in std_logic;light: out std_logic_vector(1 to 8);score11,score12,score21,score22: out std_logic_vector(1 to 7));end pingponggame;3.3状态机编程实现状态机设置了7个状态，分别是等待发球状态（waitserve）、第一盏灯亮状态（light1on）、第八盏灯亮状态（light8on）、球向乙移动状态（ballmoveto2）、球向甲移动状态（ballmoveto1）、允许甲击球状态（allow1hit）和允许乙击球状态（allow2hit）。
状态waitserve，light1on，ballmoveto2，allow2hit，light8on，ballmoveto1和allow1hit 代表的具体数值依次是0到6.在波形模拟图中是用数值来表示状态的。
乒乓球游戏机中有两个计数器count1和count2，分别记忆甲的得分和乙的得分；一个i信号，用它的数值来控制状态机外8个发光二极管的亮和暗，比如当i=1时表示第一个发光二极管亮，用发光二级管的轮流发光表示球的移动轨迹。
输入状态机的信号有游戏开关startbutton信号，它是1位二进制信号，数值为1表示可以进入游戏；serve信号，是一个2位二进制向量，“01”表示甲发球；两个二进制信号hit1和hit2分别表示甲乙是否击球，若数值为1，表示击球，不为1表示不击球。
以下是状态机进程代码。
process(clk)beginif reset='1' theni<=0;count1<="00000";count2<="00000";elsif clk'event and clk='1'thenif count1="10101" or count2="10101"theni<=0;count1<="00000";count2<="00000";elsif startbutton='0' theni<=0;count1<="00000";count2<="00000";elsecase state iswhen waitserve =>case serve iswhen "00" => i<=0;when "10" => i<=1;state<=light1on;when "01" => i<=8;state<=light8on;when "11" => i<=0;when others => i<=0;end case;when light1on => i<=2;if hit2='1' then i<=0;count1<=count1+1;state<=waitserve;elsestate<=ballmoveto2;end if;when light8on => i<=7;if hit1='1' then i<=0;count2<=count2+1;state<=waitserve; elsestate<=ballmoveto1;end if;when ballmoveto1 =>if hit1='1' then i<=0;count2<=count2+1;state<=waitserve; elsif i=2 then i<=1;state<=allow1hit;else i<=i-1;end if;when ballmoveto2 =>if hit2='1' then i<=0;count1<=count1+1;state<=waitserve; elsif i=7 then i<=8;state<=allow2hit;else i<=i+1;end if;when allow1hit =>if hit1='1' then i<=2;state<=ballmoveto2; else count2<=count2+1;i<=0;state<=waitserve;end if;when allow2hit =>if hit2='1' then i<=7;state<=ballmoveto1;else count1<=count1+1;i<=0;state<=waitserve;end if;end case;end if;end if;end process;3.4记分译码器的设计七段译码器是在数字电路设计中经常用到的显示电路。