2022年乒乓球比赛游戏机设计总结报告 .pdf

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1、现代电子与系统设计总结报告工程名称：乒乓球比赛游戏机班级： 物科院 1005 姓名： 周* 沈* 学号： 071005* 071005* 指导老师：倪* 提交日期： 2012/12/23 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 封面1一、设计要求3二、设计地具体实现.31、系统框图 .32、甲乙方得分显示模块.43、加减计数模块.64、译码模块 .85、控制模块 .96、核心问题 .12三、结果分析.15四、附件161、完整电路图.16

2、2、各个自制元件地VHDL 程序 .16精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 一、设计要求设计一个乒乓球比赛游戏机（1）设计一个由甲乙双方参加，有裁判地三人乒乓球游戏机；（2）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地位置，期中一只点亮地LED 指示球地当前位置，点亮地LED 依次从左到右，或从右到左，其移动地速度应能调节；（3）当 “ 球” （点亮地那支LED ）运动到某方地最后一位时，参赛者应能果断

3、地按下位于自己一方地按钮开关，即表示启动球拍击球，若击中则球向相反方向移动，若未击中，球掉出桌外，则对方得一分；（4）设计自动计分电路，甲乙双方各用两位数码管进行计分显示，每记满11 分为 1 局；（5）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，拥有发球权地一方发球才有效；（6）其他 . 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 二、设计地具体实现1、系统框图此系统框图分为控制模块，加/减计数模块，译码显示模块和

4、甲乙方得分显示模块. 2、甲乙方得分显示模块甲乙双方各用两位数码管进行计分显示，通过控制模块加以控制. 甲乙得分地计数：图形：VHDL 语言：LIBRARY ieee 。USE ieee.std_logic_1164.all 。use ieee.std_logic_unsigned.all。ENTITY jifen IS PORT ( reset : IN STD_LOGIC 。clk : IN STD_LOGIC。q : buffer STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0) )。END jifen 。resetclkq3.0jifenin st精品资料 - - - 欢迎下载

5、 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 甲乙得分地显示：图形：VHDL 语言：LIBRARY ieee 。USE ieee.std_logic_1164.all 。use ieee.std_logic_unsigned.all。ENTITY xianshi IS PORT ( a : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0)。y1 : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0)。y0 : OUT STD_LOGIC_VEC

6、TOR(6 downto 0) )。END xianshi 。ARCHITECTURE xianshi_architecture OF xianshi IS BEGIN process(a) begin a3.0y16.0y06.0 xianshiinst1精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 甲乙方得分显示模块图形输入为：3 、加减计数模块DU /地取值实现加或者减地计数. 通过图形：udsresetd3d2d1d0clkq3.0j

7、ish uinst2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 说明：ud= 1时，计数器进行减计数；ud= 0时，计数器进行加计数；s= 0时，计数器正常工作；s= 1时，计数器停止工作；reset= 1时，计数器正常计数；reset= 0时，计数器置数操作. VHDL 语言：LIBRARY ieee 。USE ieee.std_logic_1164.all 。use ieee.std_logic_unsigned.all。ENTITY

8、jishu IS PORT ( ud : IN STD_LOGIC 。s : IN STD_LOGIC 。reset : IN STD_LOGIC 。d3,d2,d1,d0 : IN std_logic 。clk : IN STD_LOGIC。q : buffer STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0) )。END jishu 。ARCHITECTURE jishu_architecture OF jishu IS BEGIN process(ud,s,reset,clk) begin if(reset=0) then q(3)=d3 。 q(2)=d2 。 q(1)=d1

9、。 q(0)=d0 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 4、译码模块通过加减计数得到译码器输出. 加减计数、译码显示真值表：时钟加/减控制计数器输出译码器输出clk Ud 3Q2Q1Q0Q8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y end if 。 else q y y y=0000000100。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，

10、共 25 页 - - - - - - - - - - 5、控制模块1、设置甲乙两方击球脉冲信号in1、in2，甲方击球信号使得加减计数器加法计数，乙方击球信号使得加减计数器减法计数，译码模块输出端Y1-Y8接 LED 模拟乒乓球地轨迹，Y0、Y9 为球掉出桌外信号，控制模块实现移位方向地控制.2、设置发球权拥有显示信号S1、S2，控制模块使每两次交换发球权. 3、设置捡球信号reset1，通过加减计数模块地异步置数端实现捡球，当甲方拥有发球权时，捡球信号将球放到Y1；乙方拥有发球权时，捡球信号将球放到Y8.4、对甲、乙双方地得分进行检测，只要有一方地得分达到11，则一局结束. 5、设置裁判复位

11、信号reset，在每局结束后将双方得分清零. 控制模块与译码模块和加减计数模块地连接：部分控制模块中VHDL 语言及图形：1、jishu2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 2、xuanzeLIBRARY ieee 。USE ieee.std_logic_1164.all 。use ieee.std_logic_unsigned.all。ENTITY jishu2 IS PORT ( clk : IN STD_LOGIC。q :

12、buffer STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0) )。END jishu2 。ARCHITECTURE jishu2_architecture OF jishu2 IS BEGIN process(clk) begin if(clkevent and clk=1) then if(q=11) then q=00 。 else q=q+1 。 end if。 end if。 end process。LIBRARY ieee 。USE ieee.std_logic_1164.all 。use ieee.std_logic_unsigned.all。ENTITY xuanze

13、IS PORT ( a : IN STD_LOGIC 。q1: in std_logic 。q2: in std_logic 。q : out STD_LOGIC )。END xuanze。ARCHITECTURE xuanze_architecture OF xuanze IS BEGIN process(a) begin if(a=1) then q=q2。 else clkq1.0jish u2inst4aq1q2qxuanzeinst5精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共

14、25 页 - - - - - - - - - - 3、dchufaqi6 、核心问题1 、 由于实验箱上地频率为50MHz ，译码器输出变化太快，显示在实验箱上地8 个 LED 闪亮变化太快 ， 以致无法识别.因此需要降低频率后在接到加减计 数 模块地 clk 端.图形：LIBRARY ieee 。USE ieee.std_logic_1164.all 。use ieee.std_logic_unsigned.all。ENTITY dchufaqi IS PORT ( d : IN STD_LOGIC 。clk : IN STD_LOGIC。q : buffer STD_LOGIC )。END

15、 dchufaqi 。ARCHITECTURE dchufaqi_architecture OF dchufaqi IS BEGIN process(clk) begin if(clkevent and clk=0) then q=d。 else q=q。 end if。 end process。END dchufaqi_architecture 。dclkqdchufaqiinst6clk y24.0yanshiinst7精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 25 页 - - -

16、 - - - - - - - VHDL 语言：2、在数码管上动态显示甲乙双方地得分. 动态显示模块：library ieee。use ieee.std_logic_1164.all。use ieee.std_logic_unsigned.all。entity yanshi is port ( clk: in std_logic 。y: buffer std_logic_vector(24 downto 0) )。end yanshi。architecture behave of yanshi is begin process(clk) begin if(clkevent and clk=1)

17、then if(y=1000000000000000000000000 or y=1111111111111111111111111) then y=0000000000000000000000000 。 else y=y+1 。 end if。 end if。 end process。end behave。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 1、dongtaixianshi1 地 VHDL 语言：library ieee。use

18、 ieee.std_logic_1164.all。use ieee.std_logic_unsigned.all。entity dongtaixianshi1 is port ( clk: IN STD_LOGIC。y: buffer std_logic_vector(1 downto 0) )。end dongtaixianshi1。architecture behave of dongtaixianshi1 is begin process(clk) begin if(clkevent and clk=1) then if(y=11) then y=00 。 else y y=yjia1。

19、pianxuan y=yjia0。pianxuan y=yyi1。pianxuan y=yyi0。pianxuan=1110 。 end case。 end process。end behave。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 2、分析：（1）经测试，完全符合要求. （2）上述设计地乒乓球比赛游戏机用到了自下而上地层次化设计方法，用到了VHDL语言设计输入方法和原理图设计输入方法.（3）由调节晶振产生地时钟脉冲信号地频率，可以

20、调节球地运动速度. 四、附件1、完整电路图y17 pin_49 D207 个LED. 当 Y18 亮时，要 求 乙 迅 速 击 球 ， 当Y11 亮，要求甲迅速击球.若击中，点亮地LED会依次从左到右或从右到左；若未击中，球跳出桌外，对方得一分. y16 pin_48 D206 y15 pin_47 D205 y14 pin_42 D204 y13 pin_41 D203 y12 pin_40 D202 y11 pin_38 D201 y6 pin_81 a 显示计分y5 pin_82 b y4 pin_83 c y3 pin_84 d y2 pin_85 e y1 pin_86 f y0 p

21、in_87 g pianxuan3 pin_91 S0 pianxuan2 pin_92 S1 pianxuan1 pin_99 S6 pianxuan0 pin_100 S7 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 2、各个自制元件地VHDL 程序（1）dchufaqi LIBRARY ieee 。USE ieee.std_logic_1164.all 。use ieee.std_logic_unsigned.all。ENTITY

22、dchufaqi IS PORT ( d : IN STD_LOGIC 。clk : IN STD_LOGIC。q : buffer STD_LOGIC )。END dchufaqi 。ARCHITECTURE dchufaqi_architecture OF dchufaqi IS BEGIN process(clk) begin if(clkevent and clk=0) then q=d。 else q=q。 end if。 end process。END dchufaqi_architecture 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载

23、 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 25 页 - - - - - - - - - - （2）dongtaixianshi1 （3）dongtaixianshi2 library ieee。use ieee.std_logic_1164.all。use ieee.std_logic_unsigned.all。entity dongtaixianshi1 is port ( clk: IN STD_LOGIC。y: buffer std_logic_vector(1 downto 0) )。end dongtaixianshi1。architecture behav

24、e of dongtaixianshi1 is begin process(clk) begin if(clkevent and clk=1) then if(y=11) then y=00 。 else y=y+1 。 end if 。 end if。 end process。end behave。library ieee。use ieee.std_logic_1164.all。use ieee.std_logic_unsigned.all。entity dongtaixianshi2 is port ( a: in std_logic_vector(1 downto 0) 。yjia1,y

25、jia0,yyi1,yyi0: in STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0) 。y: out std_logic_vector(6 downto 0) 。 )。end dongtaixianshi2。architecture behave of dongtaixianshi2 is begin process(a) begin case a is 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 25 页 - - - - - - - - - - （4）fenpin （5）ji

26、fen library ieee。use ieee.std_logic_1164.all。use ieee.std_logic_unsigned.all。entity fenpin is port ( clk: in std_logic 。 clk1: out std_logic )。end fenpin。architecture behave of fenpin is signal cnt1: std_logic_vector(25 downto 0) 。begin process(clk) begin if(clkevent and clk=1) then cnt1=cnt1+1 。 en

27、d if 。 end process。 clk1 y1=1111110 。y0 y1=1111110 。y0 y1=1111110 。y0 y1=1111110 。y0 y1=1111110 。y0 y1=1111110 。y0 y1=1111110 。y0 y1=1111110 。y0 y1=1111110 。y0=1111111 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 22 页，共 25 页 - - - - - - - - - - （8）xuanze （9）yima LIBRARY ieee

28、 。USE ieee.std_logic_1164.all 。use ieee.std_logic_unsigned.all。ENTITY xuanze IS PORT ( a : IN STD_LOGIC 。q1: in std_logic 。q2: in std_logic 。q : out STD_LOGIC )。END xuanze。ARCHITECTURE xuanze_architecture OF xuanze IS BEGIN process(a) begin if(a=1) then q=q2。 else q=q1。 end if 。 end process。END xuan

29、ze_architecture 。LIBRARY ieee 。USE ieee.std_logic_1164.all 。use ieee.std_logic_unsigned.all。ENTITY xuanze IS PORT ( a : IN STD_LOGIC 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 23 页，共 25 页 - - - - - - - - - - （10）yanshi library ieee。use ieee.std_logic_1164.all。use ieee.std_

30、logic_unsigned.all。entity yanshi is port ( clk: in std_logic 。y: buffer std_logic_vector(24 downto 0) )。end yanshi。architecture behave of yanshi is begin process(clk) begin if(clkevent and clk=1) then if(y=1000000000000000000000000 or y=1111111111111111111111111) then y=0000000000000000000000000 。 e

31、lse y=y+1 。 end if。 end if。 end process。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 24 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美文档欢迎下载 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 25 页，共 25 页 - - - - - - - - - -