数电设计乒乓球游戏机

《电子工程设计与实践》课程设计任务书

一、设计题目、内容及要求

设计题目：《乒乓球游戏机设计》

设计内容：

（1）用8个发光二极管表示球，用两个按钮分别表示甲乙两个球员的球拍。

（2）一方发球后，球以固定速度向另一方运动，发光二极管依次点亮，当球达到最后一个发光二极管时，对方击球，按下按钮，球将向相反方向运动。在其他时候击球视为犯规，给对方加1分都犯规，各加1分。

（3）甲乙两方各由数码管计分。

（4）裁判有一按钮可进行系统初始化。

设计要求：

（1）根据任务要求确定电路各功能模块；

（2）写出设计程序；

（3）给出时序仿真结果；

（4）最后要有设计总结；

二、设计原始资料

QuartusⅡ软件；EDA实验箱；计算机一台；

三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）

课程设计说明书1份，不少于2000字，应包含设计原理分析、相关软件介绍、仿真波形分析，实验箱下载验证等。

四、进程安排

第一周周1-周5： 查阅资料，上机编写并调试程序

第二周周1-周3：调试程序并进行课程设计答辩

第二周周4-周5：交课程设计说明书

五、主要参考资料

[1].Voknei A.Pedroni.《VHDL数字电路设计教程》.电子工业出版社，2008.5

[2].潘松，黄继业.《EDA技术实用教程》（第二版）.科学出版社，2005.2

[3].焦素敏.《EDA应用技术》.清华大学出版社，2002.4

指导教师（签名）： 教研室主任（签名）：

乒乓球游戏机EDA课程设计完整版本

本文主要介绍了一款基于FPGA可编程硬件的乒乓球游戏机的设计。本文将重点介绍如何利用FPGA技术来搭建可编程硬件电路，如何使用Verilog HDL语言来设计数字电路，如何使用Quartus II环境来实现复杂任务，以及如何利用FPGA来完成乒乓球游戏机的EDA课程设计。

首先，在设计乒乓球游戏机的FPGA可编程硬件系统时，最重要的是硬件架构设计，

选择固定板来作为FPGA控制器，能够有效地根据游戏需求控制其各个功能，保证游戏机运行稳定性和可靠性。 为了满足乒乓球游戏机的需求，FPGA控制器引入Verilog HDL语言，用数字电路的方式进行设计，从而构建出模拟端口，使用I/O 端口对乒乓球系统进行控制，其内部控制器模块实现了所有的乒乓球游戏逻辑功能。 在设计主板的时候，FPGA中实现的硬件电路会结合安装在主板上的器件，比如七段LED显示器、微型键盘、LED灯等，从而使乒乓球游戏机更加复杂，实现更多的功能。

接下来，使用Quartus II环境，实现乒乓球游戏机的EDA课程设计。 首先，在Quartus II中编写Verilog HDL语言编程，利用FPGA可编程硬件系统设计乒乓球游戏逻辑，构建出特定的模块，实现系统的功能。其次，编写控制逻辑，运用Verilog HDL语言编程，在FPGA硬件中得到设计的图像图案，以及搭建复杂的乒乓球游戏的系统结构，实现乒乓球游戏的控制逻辑功能。最后，完成了乒乓球游戏机的EDA课程设计。

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。

乒乓球游戏机

要求：

1．用8个发光二极管表示球；用两个按钮分别表示甲乙两个球员的球拍；

2．一方发球后，球以固定速度向另一方运动（发光二极管依次点亮），当球达到最后一个发光二极管时，对方击球（按下按钮）球将向相反方向运动，在其他时候击球视为犯规，给对方加1分；都犯规，不动；

3．甲、乙各有一数码管计分；

4．裁判有一个按钮，是系统初始化，每次得分后， 按下一次。

设计要求

（1） 按题目要求的逻辑功能进行设计，电路各个组成部分须有设计说明；

（2） 软件仿真完成

课程设计报告的内容和要求

软件仿真包括各个模块的仿真和整体电路的仿真，对仿真必须要有必要的说明；

设计结果

乒乓球游戏机设计主要分为四个部分：乒乓球台电路部分、控制电路部分、计分电路部分和裁判电路部分。

第一部分：乒乓球台电路

该电路由2片74HC194双向移位器构成，并联2片的S1和S0，然后将S1和S0接到控制电路的输出，通过控制电路的逻辑变换实现指示灯的左移和右移。如图（1）所示（当用发光二极管时，无法保证乒乓球的移动，故改换为LED指示灯。）

第二部分：控制电路

该部分电路由2片74LS74D触发器、1片或门和两片触发开关组成。通过触发开关的接通与断开实现D触发器时钟信号和输入的变换，从而实现输出端的变换，从而控制乒乓球台电路指示灯的左移和右移。如图（2）所示 图（1）

第三部分：计分电路

该部分电路由2片74LS192计数器组成，分别将计数器的时钟信号接到乒乓球台电路，从而实现计分功能。如图（3）所示

第四部分：

该部分电路由1片触发开关组成，将触发开关的一端分别接地和电源，将另一端分别接2片74LS74D触发器的清零端，通过触发开关的转换，实现74LS74D触发器的清零，从而实现对电路的初始化。

整体电路如下图

图（2）图（3）