北郵數(shù)字電路綜合實驗-打地鼠

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗報告打地鼠游戲的設(shè)計與實現(xiàn) 學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院班級： 姓名：李昊然 學(xué)號： 序號：02 課題：打地鼠 一課題的任務(wù)要求基本要求：1、 設(shè)計一個挑戰(zhàn)反應(yīng)速度的“打地鼠”游戲，采用用88 雙色點陣顯示游戲界面，其中游戲邊界采用綠色LED 顯示，隨機(jī)出現(xiàn)的地鼠采用紅色LED 顯示，游戲有16 個洞穴，如圖1 所示。圖1 打地鼠游戲示意圖2、 游戲洞穴每次隨機(jī)出現(xiàn)一個地鼠，每個地鼠的最長保持時間為2 秒，2 秒后隨機(jī)出現(xiàn)下一個地鼠。以44 鍵盤的按鍵

2、代表錘子，16 個洞穴與16 個按鍵一一對應(yīng)，一旦錘子在2 秒內(nèi)擊中地鼠，地鼠消失，數(shù)碼管計分器分?jǐn)?shù)加1 分；若錘子一直沒有擊中地鼠，2 秒后該地鼠消失。用兩個數(shù)碼管顯示游戲成績，當(dāng)游戲成績達(dá)到10 分時游戲結(jié)束，點陣顯示字符“V”。3、 用兩個數(shù)碼管對整個游戲進(jìn)行倒計時，當(dāng)游戲時間超過59 秒而成績未達(dá)到10 分時，游戲失敗，點陣顯示字符“X”。4、 按復(fù)位鍵重新開始游戲，并開始倒計時。提高要求：1、 增加游戲難關(guān)，在邊界內(nèi)每次隨機(jī)出現(xiàn)兩個地鼠，兩個地鼠的最長保持時間均為2秒，2 秒后隨機(jī)出現(xiàn)下兩個地鼠，錘子擊中一個地鼠加1 分，當(dāng)游戲成績達(dá)到20 分而且游戲時間未超過59 秒時，游戲結(jié)束，

3、顯示字符“V”，否則顯示字符“X”。2、 自擬其他功能。二系統(tǒng)設(shè)計（一）設(shè)計思路程序采用自頂向下設(shè)計的思路，先將主程序啟動，然后依次進(jìn)行多級分頻，并逐個執(zhí)行子程序，主程序為點陣中顯示邊框背景及隨機(jī)出現(xiàn)地鼠，子程序包括數(shù)碼管計分和計時部分、時鐘部分、鍵盤部分以及邏輯判斷部分等。（二）總體框圖開始 生成邊框60s是否到時否是生成隨機(jī)位置地鼠打地鼠是2s內(nèi)擊中地鼠否加1分輸積分是否達(dá)到10分贏結(jié)束（三）分塊設(shè)計1. 輸入部分：外部時鐘信號CLK頻率為25MHz，為程序提供初始的有效時鐘邊沿。復(fù)位信號輸入CLEAR為高電平有效，當(dāng)CLEAR為1時，數(shù)碼管、點陣、計數(shù)器等都返回到初始狀態(tài)。鍵盤輸入值由兩

4、個四位二進(jìn)制數(shù)分別表示行和列的狀態(tài)。2. 邏輯判斷模塊：通過檢測鍵盤返回值是否與點陣上出現(xiàn)地鼠的位置相對應(yīng)，判斷“打”是否有效。通過60s倒計時的計數(shù)器是否為0判斷游戲是否到時。通過一個模為10的計數(shù)器判斷得分是否達(dá)到游戲要求。3輸出部分：由譯碼電路，根據(jù)SEG_SELECT信號的掃描、對SEG_SHOW賦予不同的值，實現(xiàn)在四個數(shù)碼管上分別顯示兩位60s倒計時和兩位計分。點陣根據(jù)LED_ROW的掃描、和LED_COL_G、LED_COL_R的值顯示游戲的邊框、地鼠出現(xiàn)的位置以及結(jié)束畫面，利用人眼的視覺延緩效應(yīng)，當(dāng)行掃描時鐘信號clk的頻率50Hz，可以達(dá)到六行點陣同時顯示的效果。 4.鍵盤輸入

5、部分：以1k Hz的頻率進(jìn)行列掃描，將鍵盤檢測到的行和列的二進(jìn)制數(shù)KEY_COL和KEY_ROW組合起來，賦值給一個四位二進(jìn)制數(shù)CODE，記錄按鍵的位置，方便與地鼠在點陣上的位置相比較。三仿真波形及波形分析1.分頻由波形可知，對輸入時鐘信號clk進(jìn)行了4倍分頻2.綠色燈示邊框在行數(shù)為1和6時，每列都亮，在行數(shù)為2、3、4、5時，亮第1和第6列，從而形成一個6*6的邊框。3.隨機(jī)出現(xiàn)地鼠地鼠可能出現(xiàn)在隨機(jī)的行和列當(dāng)lose信號為1時，點陣顯示4. 數(shù)碼管會在第一個到第四個之間來回掃描5.給鍵盤行值賦予一個隨機(jī)值，程序進(jìn)行列掃描，當(dāng)鍵盤輸入值與點陣值相對應(yīng)時，積分信號score會+1，由于是隨機(jī)賦

6、值，所以恰好碰上的概率較小，加分的時間較長四源程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY dds IS PORT( CLK:IN STD_LOGIC; -輸入時鐘 LED_ROW:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -點陣行 LED_COL_G:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -點陣列 綠色 LED_COL_R:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -點陣列 紅色 SEG_SEL

7、ECT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);-數(shù)碼管位置掃描 SEG_SHOW:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); -數(shù)碼管顯示 KEY_COL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -鍵盤列 KEY_ROW:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -鍵盤行 CLEAR:IN STD_LOGIC; -復(fù)位信號 LIGHT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) -輸出 燈 );END dds;ARCHITECTURE a OF dds IS SIGNA

8、L TEMP_LED_ROW: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -DIAN ZHEN SIGNAL TEMP_LED_COLG: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIGNAL TEMP_LED_COLR: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIGNAL TEMP_SEG_SELECT: STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0):=; -SHU MA GUAN SIGNAL TEMP_SEG1: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); SIGNAL TEMP_SEG2: STD_

9、LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); SIGNAL TEMP_SEG3: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); SIGNAL TEMP_SEG4: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); SIGNAL RANDOM: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -SUIJISHU SIGNAL TEMP_RANDOM: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL DIV_1K: INTEGER RANGE 0 TO 12499; -FEN PIN 0.001S SIGNAL DIV_1S: I

10、NTEGER RANGE 0 TO 499; -FEN PIN 1S SIGNAL DIV_2S: INTEGER RANGE 0 TO 999; -FEN PIN 2S SIGNAL DIV_R: INTEGER RANGE 0 TO 998; -FEN PIN SUI JI SIGNAL TEMP_10: INTEGER RANGE 0 TO 9; -DAO JI SHI SHI WEI SIGNAL CLK_1K: STD_LOGIC; -SHI ZHONG SIGNAL CLK_1S: STD_LOGIC; SIGNAL CLK_2S: STD_LOGIC; SIGNAL CLK_R:

11、 STD_LOGIC; -SIGNAL CLKTEMP: STD_LOGIC; SIGNAL TEMP_KEY_COL:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -JIAN PAN SIGNAL TEMP_KEY_ROW:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL CODE: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL TEMP_LIGHT:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIGNAL POKE:INTEGER RANGE 0 TO 1; -DA DI SHU SIGNAL POKE_FL

12、AG:INTEGER RANGE 0 TO 1:=0; -DA BIAO ZHI WEI SIGNAL SCORE :INTEGER RANGE 0 TO 10; -DE FEN SIGNAL SCORE_FLAG: INTEGER RANGE 0 TO 1; -DE FEN BIAO ZHI WEI SIGNAL COUNTDOWN_60:INTEGER RANGE 0 TO 60; -60S DAO JI SHI SIGNAL WIN :INTEGER RANGE 0 TO 1; -YING SIGNAL LOSE :INTEGER RANGE 0 TO 1; -SHU SIGNAL CL

13、EAR_TEMP: STD_LOGIC; -FU WEI BEGIN P1:PROCESS (CLK) -DIV 0.001 S BEGIN IF CLKEVENT AND CLK = 1 THEN IF DIV_1K =12499 THEN -計數(shù)12500次 DIV_1K = 0; CLK_1K = NOT CLK_1K;-clk_1k翻轉(zhuǎn)兩次 ELSE DIV_1K = DIV_1K + 1; END IF;END IF; END PROCESS P1; P2:PROCESS (CLK_1K) -DIV 1 s BEGIN IF CLK_1KEVENT AND CLK_1K = 1 TH

14、EN IF DIV_1S =499 THEN DIV_1S = 0; CLK_1S = NOT CLK_1S; ELSE DIV_1S = DIV_1S + 1; END IF;END IF; END PROCESS P2; P3:PROCESS (CLK_1K) -DIV 2 S BEGIN IF CLK_1KEVENT AND CLK_1K = 1 THEN IF DIV_2S =999 THEN DIV_2S = 0; CLK_2S = NOT CLK_2S; ELSE DIV_2S = DIV_2S + 1; END IF; -比較鍵盤輸入值和地鼠位置是否相同，判斷有沒有打到 IF (

15、 (CODE = 0000 AND TEMP_RANDOM = 1100) OR (CODE = 0001 AND TEMP_RANDOM = 0000) OR (CODE = 0010 AND TEMP_RANDOM = 0100) OR (CODE = 0011 AND TEMP_RANDOM = 1000) OR (CODE = 0100 AND TEMP_RANDOM = 1101) OR (CODE = 0101 AND TEMP_RANDOM = 0001) OR (CODE = 0110 AND TEMP_RANDOM = 0101) OR (CODE = 0111 AND TE

16、MP_RANDOM = 1001) OR (CODE = 1000 AND TEMP_RANDOM = 1110) OR (CODE = 1001 AND TEMP_RANDOM = 0010) OR (CODE = 1010 AND TEMP_RANDOM = 0110) OR (CODE = 1011 AND TEMP_RANDOM = 1010) OR (CODE = 1100 AND TEMP_RANDOM = 1111) OR (CODE = 1101 AND TEMP_RANDOM = 0011) OR (CODE = 1110 AND TEMP_RANDOM = 0111) OR

17、 (CODE = 1111 AND TEMP_RANDOM = 1011) ) THEN POKE=1; ELSE POKE=0;SCORE_FLAG=0; -標(biāo)志位，防止按一次計分多次 END IF; IF (POKE = 1 AND SCORE_FLAG=0 AND POKE_FLAG=1) THEN若打到則計一分 CLK_2S = NOT CLK_2S; -DIV_2S = 0; SCORE_FLAG=1; -計分后標(biāo)志位變1 SCORE =SCORE +1; END IF; IF CLEAR_TEMP=1 THEN -若復(fù)位信號為高電平，恢復(fù)初始值 SCORE = 0; END IF

18、; END IF; END PROCESS P3; P4:PROCESS (CLK) -random time -通過與2s時鐘不同頻率的時鐘產(chǎn)生隨機(jī)數(shù) BEGIN IF CLKEVENT AND CLK = 1 THEN IF DIV_R = 233 THEN DIV_R = 0; CLK_R = NOT CLK_R; ELSE DIV_R RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM = 0000; END CAS

19、E; END IF; END PROCESS P5; P6:PROCESS (CLK_2S) -把中間變量賦值給地鼠 BEGIN IF(CLK_2SEVENT AND CLK_2S = 1) THEN TEMP_RANDOM = RANDOM; END IF; END PROCESS P6; P7:PROCESS(TEMP_RANDOM,CLK_1K) - SUI JI CHU XIAN DI SHU BEGIN -按照隨機(jī)數(shù)隨機(jī)生成地鼠 IF CLEAR_TEMP =1 THEN -若復(fù)位信號為高電平就不亮燈 TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP

20、_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR=

21、 ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEM

22、P_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = THEN TEMP_LED_COLR= ;ELSE TEMP_LED_COLR

23、= ;END IF; END CASE; END IF; ELSIF LOSE = 1 THEN -若失敗則顯示 IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_LED_R

24、OW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; ELSIF WIN = 1 THEN -若成功則顯示笑臉 IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR= ;END IF; IF TEMP_

25、LED_ROW= THEN TEMP_LED_COLR TEMP_LED_ROW = ;TEMP_LED_COLG TEMP_LED_ROW = ;TEMP_LED_COLG TEMP_LED_ROW = ;TEMP_LED_COLG TEMP_LED_ROW = ;TEMP_LED_COLG TEMP_LED_ROW = ;TEMP_LED_COLG TEMP_LED_ROW = ;TEMP_LED_COLG TEMP_LED_ROW TEMP_SEG_SELECT = ; SEG_SHOW TEMP_SEG_SELECT = ; SEG_SHOW TEMP_SEG_SELECT = ; S

26、EG_SHOW TEMP_SEG_SELECT = ; SEG_SHOW TEMP_SEG_SELECT = ;SEG_SHOW = TEMP_SEG1; END CASE; END IF; END PROCESS P9; P10:PROCESS(CLK_1S) -COUNTDOWN_1 BEGIN -60秒倒計時的個位 IF (CLK_1SEVENT AND CLK_1S = 1)THEN IF CLEAR_TEMP = 1 THEN TEMP_SEG1 =;-復(fù)位有效顯示0 ELSIF WIN = 1 THEN TEMP_SEG1 =;-輸或贏后顯示0 ELSIF LOSE =1 THEN

27、 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 TEMP_SEG1 = ;-0 END CASE; END IF; END IF;END PROCESS P10;P11:PROCESS(CLK_1S) -COUNTDOWN_10 BEGIN -60秒倒計時的十位 IF CLEAR_TEMP= 1 THEN -復(fù)位有效顯示0 TEMP_SEG2 =; TEMP_10= 0; COUNTDOWN_60 = 0; ELSIF W

28、IN = 1 THEN TEMP_SEG2 =; -輸或贏后顯示0 ELSIF LOSE = 1 THEN TEMP_SEG2 =; ELSIF (CLK_1SEVENT AND CLK_1S = 1)THEN -計數(shù)器，相當(dāng)于1Hz時鐘進(jìn)行10分頻 COUNTDOWN_60 = COUNTDOWN_60+1; IF TEMP_10 =9 THEN TEMP_10=0; ELSE TEMP_10 TEMP_SEG2 TEMP_SEG2 TEMP_SEG2 TEMP_SEG2 TEMP_SEG2 TEMP_SEG2 TEMP_KEY_COL TEMP_KEY_COL TEMP_KEY_COL T

29、EMP_KEY_COL TEMP_KEY_COL -在列確定情況下，根據(jù)行值對CODE進(jìn)行賦值 CASE TEMP_KEY_ROW IS WHEN 0111 = CODE = 0000;POKE_FLAG CODE = 0001;POKE_FLAG CODE = 0010;POKE_FLAG CODE = 0011;POKE_FLAG POKE_FLAG CASE TEMP_KEY_ROW IS WHEN 0111 = CODE = 0100;POKE_FLAG CODE = 0101;POKE_FLAG CODE = 0110;POKE_FLAG CODE = 0111;POKE_FLAG

30、POKE_FLAG CASE TEMP_KEY_ROW IS WHEN 0111 = CODE = 1000;POKE_FLAG CODE = 1001;POKE_FLAG CODE = 1010;POKE_FLAG CODE = 1011;POKE_FLAG POKE_FLAG CASE TEMP_KEY_ROW IS WHEN 0111 = CODE = 1100;POKE_FLAG CODE = 1101;POKE_FLAG CODE = 1110;POKE_FLAG CODE = 1111;POKE_FLAG POKE_FLAGNULL; END CASE; IF CLEAR_TEMP

31、 = 1 THEN POKE_FLAG TEMP_LIGHT TEMP_LIGHT TEMP_LIGHT TEMP_LIGHT TEMP_LIGHT=; END CASE; END IF;END PROCESS P14;P15:PROCESS (CLK_1K) -FEN SHU BEGIN IF (CLK_1KEVENT AND CLK_1K = 1)THEN在數(shù)碼管顯示分?jǐn)?shù) IF WIN = 1 THEN TEMP_SEG3 =;TEMP_SEG4 = ; ELSIF LOSE = 1 THEN TEMP_SEG3 =;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3=;TEMP_SEG4 TEMP_

32、SEG3 =;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4 TEMP_SEG3 = ;TEMP_SEG4;-0 END CASE; END IF; END IF; END PROCESS P15;P16: PRO

33、CESS(CLK_1K,CLEAR) BEGIN IF CLEAR_TEMP = 1 THEN WIN = 0;LOSE 59 AND SCORE 10) THEN -若60s到時且分?jǐn)?shù)小于10則輸 LOSE = 1; END IF; IF (COUNTDOWN_60 9 ) THEN 若60秒未到且分?jǐn)?shù)達(dá)到10則贏 WIN = 1; END IF; END IF; END PROCESS P16; LED_ROW=TEMP_LED_ROW; LED_COL_G=TEMP_LED_COLG;LED_COL_R=TEMP_LED_COLR;SEG_SELECT=TEMP_SEG_SELECT;TEMP_KEY_ROW=KEY_ROW;KEY_COL=TEMP_KEY_COL;-LIGHT=TEMP_LIGHT;CLEAR_TEMP=CLEAR;END a;五功能說明及資源利用情況1.畫面：通電后，在點陣上會一直顯示5*5的綠色邊框，當(dāng)判定輸或贏后，邊框中間會相應(yīng)地顯示或笑臉，開始游戲后，在邊框中4*4范圍內(nèi)會每隔兩秒隨機(jī)出現(xiàn)一個亮點代表地鼠，兩秒到時或地鼠被擊中，地鼠會消失。2.計時：游戲中由兩個計數(shù)器分別完成60s和2s的計時功能，其中60s計時結(jié)果會顯示在數(shù)碼管上。3.計分：當(dāng)?shù)厥蟪霈F(xiàn)在點陣上，在2秒內(nèi)按下相應(yīng)的按鍵，則計1分，位置