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eda课程设计乒乓球游戏机.docx

发布时间：2022-06-06 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.14M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    一、设计题目及要求
    1.1设计题目
    1.2设计要求
    二、设计过程及内容
    2.1总体设计
    2.2主要模块设计
    三、设计结论
    3.1设计过程中出现的问题
    3.2对EDA课程设计感想、意见、建议
    燕 山 大 学 EDA 课程设计报告书 题 目： 乒 乓 球 游 戏 机 姓 名： 周 馨 班 级: 14 级计算机科学与技术 5 班 学 号： 140104010134 成 绩：
    一、设计题目及要求 1.1 设计题目 乒乓球游戏机 1.2 设计要求 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，各自加 1 分； 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。 二、设计过程及内容 2.1 总体设计 (1)总体构成 该乒乓球游戏机总模块为 pingpongballs，主要由五个模块构成，分别为 ledMove 模块、pingpongControl 模块、playerChange 模块、playerScore 模块、 scoreScan 模块。 2
    (2)子模块功能及其实现 ①ledMove 模块 实现了显示乒乓球的运动轨迹的功能； 由双向移位寄存器 74198 和门电路实现。 ②pingpongControl 模块 实现了乒乓球被击球后的反向运动（往返运动）的功能； 由两个 D 触发器和门电路实现。 ③playerChange 模块 实现了裁判按下两次按键后换发球方的功能； 由双 D 触发器 7474 和一个 D 触发器实现。 ④playerScore 模块 实现了球员的计分的功能； 由两片十进制计数器 74160、D 触发器和门电路实现。 ⑤scoreScan 模块实现了扫描显示双方比分的功能； 由十一进制计数器 74161、4 片 8 选 1 数据选择器 74151、七段译码 器 7449 和和门电路实现。 （3）总电路图及仿真结果 ①总电路图 3
    图 1 pingpongballs 模块电路图 4
    ②时序仿真结果 图 2 总电路图时序仿真波形图(上) 图 3 总电路图时序仿真波形图(下) 在 Quuartus 上时序仿真和功能仿真时 End time 设置的是 60us，CLK 信号设置的是 1us/周期，CLK0 设置的是 200ns/周期。实际实验时，通过调试，CLK 时钟频率设置为 5HZ， CLK0 设置为 1MHZ。 仿真说明： 输出端 LED1~LED8 的高电平脉冲表示乒乓球的运动轨迹，球员 PLAYERA 发球使球向 PLAYERB 球员运动(右移)；PLAYERB 击球并使球返回 PLAYERA 球员(左移),此时计数器不产 5
    生加分；PLAYERA 没有接住球，给 PLAYERB 加一分，反之，给 PLAYERA 加一分。 2.2 主要模块设计 ①ledMove 模块 图 4 ledMove 电路图 图 5 ledMove 模块时序仿真结果图 电路说明：该模块的功能由双向移位寄存器 74198 和门电路实现。8 6
    个输出端的接 LED 灯，灯的亮灭代表乒乓球运动的轨迹。输入端 TURNLEFT 为高电平（TURNRIGHT 为低电平）和 TURNRIGHT 为高电平（TURNLEFT 为低 电平）表示小球的左移和右移，TURNRIGHT、TURNLEFT 同时为高电平时表 示球员甲（SET 为低电平）或球员乙（SET 为高电平）为发球方。CLK 接时 钟信号表控制乒乓球移动速度的大小，周期越小、频率越大移动越快，在 仿真时设置为 1us/周期。 仿真说明：SET 低电平，TURNRIGHT、TURNLEFT 高电平，第一个灯亮其 他灯不亮，TURNLEFT 变为低电平，TURNRIGHT 保持高电平，led 灯从第一 个开始右移，led 移到第 8 个灯的时候，TURNLEFT 变为高电平，TURNRIGHT 变为低电平，led 左移。 ②pingpongControl 模块 图 6 pingpongControl 模块电路图 图 7 pingpongControl 模块时序仿真波形图 模块说明：该模块的功能由两个 D 触发器和门电路实现。输入端 PLAYERA、PLAYERB 分别代表甲、乙两位球员，输入端 JUDGE 代表裁判。当 输入端 LED1 为高电平时代表乒乓球到达甲处，甲按下按键给一个高电平脉 7
    冲，通过此模块使 TURNRIGHT 为高电平，TURNLEFT 为低电平，乒乓球向相 反方向移动，过早或过晚击球不会通过与门产生高电平，乒乓球不会反向 移动。当裁判按下按钮后，D 触发器处于置数状态，发球方的第一个 LED 灯点亮。 仿真说明：当输入端 LED1 和输入端 PLAYERA 为高电平时，输出端 TURNRIGHT 为高电平，乒乓球右移；当输入端 LED8 和输入端 PLAYERB 为高 电平时，输出端 TURNLEFT 为高电平，乒乓球左移。输入端 JUDGE 为高电平 时，TURNLEFT、TURNRIGHT 都为高电平，发球方的第一个 LED 灯点亮。 ③playerChange 模块 图 8 playerChange 模块电路图 图 9 playerChange 模块时序仿真波形图 电路说明:该模块的功能由双 D 触发器 7474 和一个 D 触发器实现。7474 功能相当于把时钟信号 JUDGE 四分频，再通过 D 触发器实现每两次换一次 发球方的功能。 仿真说明：当裁判按下两次按钮时，换一次发球方。 8
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