基于eda的關(guān)于拔河游戲機的課程設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　2011年 3 月2日</p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課程 EDA技術(shù)課程設(shè)計</p><p><b>　　題目 拔河游戲機</b></p><p>　　專業(yè)

2、 姓名 學(xué)號 </p><p>　　主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等</p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p>　　電子拔河游戲機是一種能容納甲乙雙方參賽游戲電路。由一排發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過按紐開關(guān)使發(fā)光二極管向一方的終點延伸，當(dāng)延伸到某方的

3、最后一個發(fā)光二極管時， 則該方獲勝，連續(xù)比賽多局以定勝負(fù)。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　1、設(shè)計一個能進行拔河游戲的電路。</p><p>　　2、電路使用9個發(fā)光二極管，開機后只有中間一個發(fā)亮，此即拔河的中心點。</p><p>　　3、游戲雙方各持一個按鈕，迅速地、不斷地按動，

4、產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點就向誰的方向移動，每按一次，亮點移動一次。</p><p>　　4、亮點移到任一方終端二極管時，這一方就獲勝，此時雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復(fù)位后才使亮點恢復(fù)到中心。</p><p>　　5、用數(shù)碼管顯示獲勝者的盤數(shù)。</p><p><b>　　主要參考資料：</b></p><p>　　

5、[1] 潘松著.EDA技術(shù)實用教程(第二版). 北京：科學(xué)出版社,2005.</p><p>　　[2] 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分. 北京：高教出版社,2006.</p><p>　　[3] 閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高教出版社,2003.</p><p>　　完成期限 2011.3.2 </p><p&g

6、t;　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　專業(yè)負(fù)責(zé)人 </p><p>　　2011年 3月2日</p><p><b>　　一、總體設(shè)計思想</b></p><p><b>　　1.基本原理</b></p><

7、;p>　　電子拔河游戲機是一種能容納甲乙雙方參賽游戲電路。由一排發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過按紐開關(guān)使發(fā)光二極管向一方的終點延伸，當(dāng)延伸到某方的最后一個發(fā)光二極管時， 則該方獲勝，連續(xù)比賽多局以定勝負(fù)。</p><p>　　本電路要求使用9個發(fā)光二極管，開機后只有中間一個發(fā)亮，此即拔河的中心點。游戲雙方各持一個按鈕，迅速地、不斷地按動，產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點就向誰的方向移動，每按一次，亮

8、點移動一次。亮點移到任一方終端二極管時，這一方就獲勝，此時雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復(fù)位后才使亮點恢復(fù)到中心。最后用數(shù)碼管顯示獲勝者的盤數(shù)。</p><p>　　由設(shè)計內(nèi)容可知，首先需要一個十進制的計數(shù)器，用于對雙方按鈕的次數(shù)計數(shù)，并通過譯碼器顯示在數(shù)碼管上。設(shè)計要求用50MHz的頻率，而設(shè)計用到的是1K Hz的頻率，所以要設(shè)計一個程序進行分頻。其次，顯視控制部分設(shè)計要求在發(fā)光二極管上顯示游戲狀態(tài)，雙方每按

9、十次，亮點向先按十次移動一次，對脈沖進行計數(shù)，每十次移一位。需接入一個清零端 ，用于復(fù)位。再次，運用VHDL程序語言進行各個模塊的程序編寫，控制電路的正常運行。最后，將以上程序組裝起來，就可得到所需要的拔河游戲機。</p><p><b>　　2.設(shè)計框圖</b></p><p>　　圖1. 拔河機游戲機框圖</p><p>　　二、設(shè)計步驟和

10、調(diào)試過程</p><p><b>　　1、總體設(shè)計電路</b></p><p>　　電子拔河游戲機是一種能容納甲乙雙方參賽游戲電路。由一排發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過按紐開關(guān)使發(fā)光二極管向一方的終點延伸，當(dāng)延伸到某方的最后一個發(fā)光二極管時， 則該方獲勝，連續(xù)比賽多局以定勝負(fù)。</p><p>　　圖2.系統(tǒng)RTL圖示</

11、p><p>　　2、模塊設(shè)計和相應(yīng)模塊程序</p><p>　　1、文件名：bahe</p><p>　　LIBRARY IEEE;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p>&

12、lt;p>　　ENTITY BAHE IS </p><p><b>　　PORT (</b></p><p>　　A,B,RST,CLK:IN STD_LOGIC;</p><p>　　SG,LED:OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);</p><p>　　BT:OUT STD_LO

13、GIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)</p><p><b>　　);</b></p><p><b>　　END BAHE;</b></p><p>　　----------------------------------</p><p>　　ARCHITECTURE ONE OF BAH

14、E IS</p><p>　　COMPONENT CNT10</p><p><b>　　PORT (</b></p><p>　　CLK,RST,EN:STD_LOGIC;</p><p>　　COUT:OUT STD_LOGIC;</p><p>　　CQ:OUT STD_LOGIC_VECT

15、OR(3 DOWNTO 0)</p><p><b>　　);</b></p><p>　　END COMPONENT;</p><p>　　COMPONENT SCAN </p><p><b>　　PORT (</b></p><p>　　CLK :IN STD_LOGI

16、C;</p><p>　　A1, A2,A3,B1,B2,B3:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　SG:OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);</p><p>　　BT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));</p><p>　　E

17、ND COMPONENT;</p><p>　　COMPONENT LMOV</p><p><b>　　PORT (</b></p><p>　　KL ,KR:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ;</p><p>　　LED:OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0)

18、;</p><p>　　EN : OUT STD_LOGIC;</p><p>　　RST:IN STD_LOGIC</p><p><b>　　);</b></p><p>　　END COMPONENT;</p><p>　　SIGNAL E,F,CA1,CA2,CB1,CB2:STD_LOG

19、IC;</p><p>　　SIGNAL CQA1,CQA2,CQA3,CQB1,CQB2,CQB3:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　U1: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>A,COUT=&g

20、t;CA1,CQ=>CQA1);</p><p>　　U2: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>CA1,COUT=>CA2,CQ=>CQA2);</p><p>　　U3: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>CA2,CQ=>CQA3);</p>

21、<p>　　U4: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>B,COUT=>CB1,CQ=>CQB1);</p><p>　　U5: CNT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>CB1,COUT=>CB2,CQ=>CQB2);</p><p>　　U6: C

22、NT10 PORT MAP (EN=>E,RST=>RST,CLK=>CB2,CQ=>CQB3);</p><p>　　U7: SCAN PORT MAP (A1=>CQA1,A2=>CQA2,A3=>CQA3,B1=>CQB1,</p><p>　　B2=>CQB2,B3=>CQB3,CLK=>CLK,SG=>SG

23、,BT=>BT);</p><p>　　U8:LMOV PORT MAP (EN=>E,KL=>CQA2,KR=>CQB2,RST=>RST,LED=>LED);</p><p>　　END ARCHITECTURE ONE;</p><p>　　2、文件名：scan</p><p>　　LIBRARY I

24、EEE; --數(shù)碼管顯示模塊</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　ENTITY SCAN IS </p><p><b>　　PORT (</b></p>

25、<p>　　CLK :IN STD_LOGIC;</p><p>　　A1,A2,A3,B1,B2,B3:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　SG:OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);</p><p>　　BT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0

26、)</p><p><b>　　);</b></p><p><b>　　END;</b></p><p>　　ARCHITECTURE ONE OF SCAN IS</p><p>　　SIGNAL CNT4:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);</p><

27、;p>　　SIGNAL A :STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　SIGNAL CLK1:STD_LOGIC;</p><p><b>　　BEGIN </b></p><p>　　P1:PROCESS(CNT4)</p><p><b>　　BEGIN&l

28、t;/b></p><p>　　CASE CNT4 IS</p><p>　　WHEN "000"=>BT<="10000000";A<=A1;</p><p>　　WHEN "001"=>BT<="01000000";A<=A2;</p&

29、gt;<p>　　WHEN "010"=>BT<="00100000";A<=A3;</p><p>　　WHEN "011"=>BT<="00000100";A<=B1;</p><p>　　WHEN "100"=>BT<=&q

30、uot;00000010";A<=B2;</p><p>　　WHEN "101"=>BT<="00000001";A<=B3;</p><p>　　WHEN OTHERS=>BT<="00000000";</p><p>　　END CASE ;</p&

31、gt;<p>　　END PROCESS P1;</p><p>　　---------------------------------</p><p>　　P2:PROCESS (CLK)</p><p>　　VARIABLE CT:INTEGER RANGE 0 TO 50000;</p><p><b>　　BE

32、GIN </b></p><p>　　IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN --1000HZ </p><p>　　IF CT<49999 THEN</p><p><b>　　CT:=CT+1;</b></p><p>　　CLK1<='0&

33、#39;;</p><p><b>　　ELSE </b></p><p><b>　　CT:=0;</b></p><p>　　CLK1<='1';</p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b&

34、gt;　　END IF;</b></p><p>　　END PROCESS P2;</p><p>　　PROCESS(CLK1)</p><p><b>　　BEGIN </b></p><p>　　IF CLK1'EVENT AND CLK1='1' THEN</p>

35、<p>　　IF CNT4<5 THEN</p><p>　　CNT4<=CNT4+1;</p><p><b>　　ELSE </b></p><p>　　CNT4<="000";</p><p><b>　　END IF;</b></p&

36、gt;<p><b>　　END IF;</b></p><p>　　END PROCESS;</p><p>　　------------------------------------</p><p>　　PROCESS (A)</p><p><b>　　BEGIN </b>&l

37、t;/p><p>　　CASE A IS </p><p>　　WHEN "0000"=>SG<="100000000";</p><p>　　WHEN "0001"=>SG<="111110001";</p><p>　　WHEN "

38、;0010"=>SG<="001001000";</p><p>　　WHEN "0011"=>SG<="001100000";</p><p>　　WHEN "0100"=>SG<="000110010";</p><p&g

39、t;　　WHEN "0101"=>SG<="000100100";</p><p>　　WHEN "0110"=>SG<="000000100";</p><p>　　WHEN "0111"=>SG<="111110000";</

40、p><p>　　WHEN "1000"=>SG<="000000000";</p><p>　　WHEN "1001"=>SG<="100011111";</p><p>　　WHEN "1010"=>SG<="0001001

41、00";</p><p>　　WHEN "1011"=>SG<="000011000";</p><p>　　WHEN "1100"=>SG<="010001100";</p><p>　　WHEN "1101"=>SG<

42、="001001000";</p><p>　　WHEN "1110"=>SG<="001000000";</p><p>　　WHEN "1111"=>SG<="000011111";</p><p>　　WHEN OTHERS=>NU

43、LL;</p><p>　　END CASE ;</p><p>　　END PROCESS;</p><p><b>　　END;</b></p><p>　　3、文件名：cnt10</p><p>　　LIBRARY IEEE; --頻率計數(shù)模塊</p><p&g

44、t;　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; </p><p>　　ENTITY CNT10 IS</p><p><b>　　PORT(</b></p><p>　　CLK,RST,EN:STD_LOGIC;<

45、;/p><p>　　COUT:OUT STD_LOGIC;</p><p>　　CQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)</p><p><b>　　);</b></p><p><b>　　END;</b></p><p>　　ARCHITECTU

46、RE ONE OF CNT10 IS</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　PROCESS(CLK,RST,EN)</p><p>　　VARIABLE CQI:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p><b>　　BEGIN </b>

47、</p><p>　　IF RST='1' THEN </p><p>　　CQI:=(OTHERS=>'0');</p><p>　　ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN </p><p>　　IF EN='1' THEN </p

48、><p>　　IF CQI<9 THEN CQI:=CQI+1;</p><p>　　ELSE CQI :=(OTHERS=>'0');</p><p><b>　　END IF ;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p

49、><b>　　END IF;</b></p><p>　　IF CQI=9 THEN COUT<='0' ;</p><p>　　ELSE COUT<='1';</p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　

50、　CQ<=CQI;</b></p><p>　　END PROCESS;</p><p><b>　　END;</b></p><p>　　4、文件名：imov</p><p>　　LIBRARY IEEE; --LED指示模塊</p><p>　　USE IEEE.S

51、TD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　ENTITY LMOV IS </p><p><b>　　PORT (</b></p><p>　　KL ,KR:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO

52、 0) ;</p><p>　　LED:OUT STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);</p><p>　　EN : OUT STD_LOGIC;</p><p>　　RST:IN STD_LOGIC</p><p><b>　　);</b></p><p><b>

53、　　END ;</b></p><p>　　ARCHITECTURE ONE OF LMOV IS</p><p><b>　　BEGIN </b></p><p>　　PROCESS(RST,KL,KR)</p><p><b>　　BEGIN </b></p><

54、p>　　IF RST='1' THEN LED<="111101111";EN<='1';</p><p>　　ELSIF KL-KR=1 THEN LED<="111011111";EN<='1';</p><p>　　ELSIF KL-KR=2 THEN LED&

55、lt;="110111111";EN<='1';</p><p>　　ELSIF KL-KR=3 THEN LED<="101111111";EN<='1';</p><p>　　ELSIF KL-KR=4 THEN LED<="011111111";EN<='

56、0';</p><p>　　ELSIF KR-KL=1 THEN LED<="111110111";EN<='1';</p><p>　　ELSIF KR-KL=2 THEN LED<="111111011";EN<='1' ;</p><p>　　ELSIF K

57、R-KL=3 THEN LED<="111111101";EN<='1';</p><p>　　ELSIF KL-KR=4 THEN LED<="111111110";EN<='0';</p><p>　　ELSIF KR-KL=0 THEN LED<="111101111&qu

58、ot;;EN<='1';</p><p>　　ELSE NULL;</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　END PROCESS;</p><p><b>　　END;</b></p><p>　　3、仿真及仿真結(jié)果分析

59、</p><p><b>　　計數(shù)器仿真波形</b></p><p>　　LED顯示模塊仿真波形</p><p><b>　　系統(tǒng)仿真波形</b></p><p><b>　　4、實驗調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　1編程下載及配置，選擇Assig

60、nments —Assignments Editor ,在Assignments Edito窗口中選擇pin標(biāo)簽頁，按下圖分配引腳。</p><p>　　2 重編譯，并進行編程下載到SOPC開發(fā)板進行功能驗證。</p><p>　　3 驗證，按key 1和key10，觀察led燈和數(shù)碼管的顯示變化是否符合設(shè)計要求，如果和設(shè)計不符合對程序進行更改，知道符合設(shè)計要求。</p>

61、<p><b>　　三、結(jié)論及心得體會</b></p><p>　　這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合的重要性，單單理論遠(yuǎn)不能完成工作，只有把所學(xué)的理論知識與實踐結(jié)合起來，從實踐中積累經(jīng)驗才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在實踐的過程中遇到了許多問題在老師和同學(xué)的幫助下最終解決了，并完成了設(shè)計。在以后的學(xué)習(xí)中不僅要深刻理解基礎(chǔ)知識，還要多做設(shè)計。通過這次課程設(shè)計，我也

62、越來越強烈地感到要掌握一門技術(shù)，唯一的辦法也是最好的辦法就是實踐。只有通過實踐才能將書本上的知識應(yīng)用，也只有實踐才能發(fā)現(xiàn)很多問題，真正掌握知識，學(xué)以致用。雖然遇到的問題很多，但是同時得到很多有用的經(jīng)驗。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1] 潘松著.EDA技術(shù)實用教程(第二版). 北京：科學(xué)出版社,2005.</p>

63、<p>　　[2]《電子設(shè)計自動化（EDA）技術(shù)實驗教程》</p><p>　　[3]《VHDL硬件描述實驗指導(dǎo)書》</p><p>　　[4]《VHDL數(shù)字電路設(shè)計與應(yīng)用實踐教程》</p><p>　　[5] 焦素敏.《EDA應(yīng)用技術(shù)》 清華大學(xué)出版社，2002</p><p>　　[6] 高吉祥. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計.