电路课程设计乒乓球游戏机

《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。

电子技术课程设计乒乓球游戏机

包括题目、任务要求、系统设计、操作用户界面设计、单片机程序设计、程序流程图、实验结果等部分。

二、任务要求

1.硬件系统

(1)硬件系统的组成：硬件主要由9个8*8的LED显示屏，2个按键盘，1个电源、1个继电器等组成；

(2)LED显示屏：有9块8*8点阵LED屏，用来显示乒乓球游戏的界面；

(3)按键盘：用于接受用户的按键输入，当用户有相应动作时，发出控制信号；

(4)电源：电源给系统提供相应的电力；

2.软件模块

(1)内核模块：内核模块由单片机程序设计，接收用户的按键输入，确定游戏运行的状态；

(2)操作用户界面模块：其功能是负责处理和游戏有关的界面显示，将单片机发出的控制信号转换为相应界面显示；

三、系统设计

1.硬件设计 (1)乒乓球游戏机的硬件系统：由9个8*8的LED显示屏，2个按键盘，1个电源、1个继电器组成，以单片机为控制核心；

(2)LED显示屏：由9块8*8点阵LED屏组成，每块LED显示屏通过24个数据线与单片机连接，同时接通电源，实现LED显示屏的控制；

河北理工大学轻工学院

信息科学技术部

课程设计说明书

设计题目 乒乓球比赛游戏机

班 级 08测控1班

姓 名 杨洋

学 号 200815020115

指导教师 许金刚

2011年1月6日

时间 2011.1.4-2008.1.6 地点 计算中心

课程设计内容

第一部分 设计任务书分析

一、设计题目：乒乓球比赛游戏机

二、设计要求：

1. 设计一个甲、乙双方参赛，裁判参与的乒乓球比赛游戏模拟机。

2. 用8个发光二极管排成一条直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中点亮的发光二极管代表“乒乓球”的当前位置，点亮的发光二极管依次由左向右或由右向左移动。

3. 当球运动到某方的最后一位时，参赛者应立即按下自己一方的按钮，即表示击球，若击中，则“球”向相反方向运动，若未击中，则对方得1分。

4. 设置自动计分电路，双方各用二位数码管来显示计分，每局11分。到达11分时产生报警信号。

三、实验元器件

元器件 数量

74LS194 （双向移位寄存器） 两片

74LS160 （十进制加法计数器） 四片

7473（2JK触发器） 一片

74LS00（与非门） 四片

74LS04（非门） 四片

74LS08(与门) 两片

OR2 一片

蜂鸣器 两个

四、设计原理

两人乒乓球游戏机是由发光二极管代替球的运动，并按照一定的规则进行对垒比赛。甲乙双方击球用开关表示。

当甲乙按动开关时，球向前运当球运动到某方的最后一位时，参赛者应立即按下自己一方的按钮，即表示击球。若未击中则表示对方得分，利用计数器连接成十一进制计数器记分每局十一分。当二者任意一方得分为十一分时发生警信号。

第二部分 设计过程

如上图1所示，该电路主要由球台驱动电路，控制电路，计数器，显示译码器和LED数码管等组成。图中标出的各种信号的含义：CP表示球台驱动电路和计数器的时钟信号；S表示灯（乒乓球）移动的信号；L表示发光二极管驱动信号，由L1~L8组成；CNT表示计数器的计数脉冲信号，由CNT1,CNT2组成；KA,KB表示开关控制的外输入发球、击球信号。