DSP乒乓球游戏设计.doc

电 子 信 息 与 电 气 工 程 系课程设计报告设计题目： DSP乒乓球游戏设计系 别： 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 目录一 摘要 1二 任务书 .1三 系统框图与引脚. 1四 乒乓球游戏状态转移图. 2五 乒乓球游戏VHDL设计RTL综合电路结构图. 3六 源程序及其仿真波形. 4（1）乒乓球游戏顶层文件 5（2）失球提示发声模块文件.6（3）乒乓球前进方向产生模块文件.7（4）四进制计数器用来做失球高位计数文件 7（5）十进制计数器用来做失球低位计数文件.8（6）乒乓拍模块文件.9（7）乒乓球灯模块文件 9（8）总控制模块文件.10七 总结 11八 参考文献.11 基于DSP的乒乓球游戏设计一 摘要两人乒乓球游戏是用9个发光二极管代表乒乓球台，中间的发光二极管兼做球网，以一排发光管交替发光指示乒乓球的行进路径，其行进的速度可由输入的时钟信号clk 控制。甲、乙两人按照乒乓球比赛规则来操作。board 是乒乓板接球控制模块，甲击球时靠近的第一个发光二极管亮，然后发光二极管由甲到乙依次点亮，代表乒乓球的移动。当发光管亮到最后一个的瞬间，若检测到对应的表示球拍的键的信号，立即将“球”反向运行，如果此瞬间没有接到键信号，将给出出错鸣叫，则判乙方失分，甲方的积分牌自动加分。然后重新发球，并将记分显示出来；比赛继续。比赛一直进行到一方的积分牌到达21分，该局结束。乙击球同样如此。在游戏中， cou4 和cou10 分别是失球计数器的高低位计数模块；mway 是乒乓球行进方向控制模块，主要由发球键控制；sound 是失球提示发声模块。 二 任务书（1）设计一个乒乓游戏机，该机模拟乒乓比赛的基本过程和规则，并能自动记分。（2）乒乓球的位置和移动方向由灯亮及依次点亮的方向决定。球速可调。（3）比赛按21分为一局进行，甲乙双方都应设置各自的记分牌，任何一方先记满21分，该方就算胜出。按复位键将记分牌清零后，可开始新的一局比赛。三 系统框图与引脚 输入输出引脚clk乒乓球的行进速度时钟bain 左右球拍控制信号bbin右球拍控制信号clr清0 控制souclk失球提示发声时钟ballout7.0球路行进情况，可用8 个发光管担任countbh3.0指示左边球手的得分的高位countbl3.0指示左边球手的得分的低位countah3.0指示右边球手的得分的高位countal3.0指示右边球手的得分的低位speaker 接蜂鸣器，指示失球提示lamp数码管7 的一个段，指示clock2 速度四 乒乓球游戏状态转移图五 乒乓球游戏VHDL设计RTL综合电路结构图 （前半部分） （后半部分）六 源程序及其仿真波形1 乒乓球游戏顶层文件 LIBRARY IEEE;use ieee.std_logic_1164.all;entity TENNIS isport(bain,bbin,clr,clk,souclk : in std_logic; ballout : out std_logic_vector(7 downto 0); countah,countal,countbh,countbl : out std_logic_vector(3 downto 0); lamp,speaker : out std_logic);end;architecture ful of TENNIS iscomponent soundport(clk,sig,en : in std_logic; sout : out std_logic);end component;component ballctrlport(clr,bain,bbin,serclka,serclkb,clk : in std_logic; bdout,serve,serclk,ballclr,ballen : out std_logic);end component;component ballport(clk,clr,way,en : in std_logic; ballout : out std_logic_vector(7 downto 0);end component;component boardport(ball,net,bclk,serve : in std_logic; couclk,serclk : out std_logic);end component;component cou10port(clk,clr : in std_logic; cout : out std_logic; qout : out std_logic_vector(3 downto 0);end component;component cou4port(clk,clr : in std_logic; cout : out std_logic; qout : out std_logic_vector(3 downto 0);end component;component mwayport(servea,serveb : in std_logic; way : out std_logic);end component;signal net,couclkah,couclkal,couclkbh,couclkbl,cah,cbh : std_logic;signal serve,serclka,serclkb,serclk,ballclr,bdout,way,ballen : std_logic;signal bbll : std_logic_vector(7 downto 0);beginnet = bbll(4);ballout = bbll;lamp = clk;uah : cou4 port map (couclkah,clr,cah,countah);ual : cou10 port map (couclkal,clr,couclkah,countal);ubh : cou4 port map (couclkbh,clr,cbh,countbh);ubl : cou10 port map (couclkbl,clr,couclkbh,countbl);ubda : board port map (bbll(0),net ,bain,serve,couclkal,serclka);ubdb : board port map (bbll(7),net ,bbin,serve,couclkbl,serclkb);ucpu : ballctrl port map(clr,bain,bbin,serclka,serclkb,clk,bdout,serve,serclk,ballclr,ballen);uway : mway port map (serclka,serclkb,way);uball : ball port map (clk,ballclr,way,ballen,bbll);usound : sound port map (souclk,ballen,bdout,speaker);end;2、失球提示发声模块文件library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity sound isport(clk : in std_logic; -发声时钟 sig : in std_logic; -正确接球信号 en : in std_logic; -球拍接球脉冲 sout : out std_logic); -提示声输出，接小喇叭end sound;architecture ful of sound isbeginsout = clk and (not sig)and en; -球拍接球，没接到时，发提示声end;3、乒乓球前进方向产生模块文件library ieee; -乒乓球前进方向产生模块use ieee.std_logic_1164.all;entity mway isport(servea : in std_logic; -左选手发球信号 serveb : in std_logic; -右选手发球信号 way : out std_logic); -乒乓球灯前进方向信号end mway;architecture ful of mway isbeginprocess(servea,serveb)beginif(servea=1)then way=1; -左选手发球方向向右elsif(serveb=1)then way=0; -右选手发球方向向左end if;end process;end;4、四进制计数器用来做失球高位计数文件library ieee; -四进制计数器用来做失球高位计数use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity cou4 isport(clk,clr : in std_logic; cout : out std_logic; qout : out std_logic_vector(3 downto 0);end cou4;architecture ful of cou4 issignal qqout : std_logic_vector(3 downto 0);begin process(clr,clk)beginif(clr=1)then qqout = 0000;cout 0010)then qqout=0000;cout =1; else qqout=qqout+1;cout =0; end if;end if;qout = qqout;end process;end;5、十进制计数器用来做失球低位计数文件library ieee; -十进制计数器用来做失球低位计数use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity cou10 isport(clk,clr : in std_logic; cout : out std_logic; qout : out std_logic_vector(3 downto 0);end cou10;architecture ful of cou10 issignal qqout : std_logic_vector(3 downto 0);beginprocess(clr,clk)beginif(clr=1)then qqout = 0000;cout 1000)then qqout =0000;cout =1;else qqout = qqout+1;cout =0;end if;end if;qout = qqout;end process;end;6、乒乓拍模块文件library ieee; -乒乓拍模块use ieee.std_logic_1164.all;entity board isport(ball : in std_logic; -接球点，也就是乒乓球灯的末端 net : in std_logic; -乒乓球灯的中点，乒乓球过中点时，counclk、serclk复位 bclk : in std_logic; -球拍接球信号 serve : in std_logic; -发球信号 couclk : out std_logic; serclk : out std_logic);end board;architecture ful of board isbeginprocess(bclk,net)beginif(net=1)then serclk = 0; couclk = 0; -乒乓球过中点时，counclk、serclk复位elsif(bclkevent and bclk=1)then -球拍接球时 if(serve=1)then serclk = 1; -系统处于发球状态时发球成功 else -系统处于接球状态 if(ball=1)then serclk = 1; -乒乓球刚落在接球点上，接球成功 else serclk =0;couclk = 1;end if;end if;end process;end;7、乒乓球灯模块文件library ieee; -乒乓球灯模块use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity ball isport(clk : in std_logic; -乒乓球灯前进时钟 clr : in std_logic; -乒乓球灯清零 way : in std_logic; -乒乓球灯前进方向 en : in std_logic; -乒乓球灯使能 ballout : out std_logic_vector(7 downto 0);end ball;architecture ful of ball issignal lamp : std_logic_vector(9 downto 0);beginprocess(clk,clr,en)beginif(clr=1)then lamp = 1000000001; -清零elsif en=0 thenelsif (clkevent and clk=1)then -使能允许，乒乓球灯前进时钟上升沿if(way=1)then lamp(9 downto 1)=lamp(8 downto 0);lamp(0)=0;-乒乓球灯右移 else lamp(8 downto 0)=lamp(9 downto 1);lamp(9)=0; -乒乓球灯左移 end if;end if;ballout=lamp(8 downto 1);end process;end;8、总控制模块文件library ieee; -总控制模块use ieee.std_logic_1164.all;entity ballctrl isport(clr : in std_logic; -系统复位 bain : in std_logic; -左球拍 bbin : in std_logic; -右球拍 serclka : in std_logic; -左拍准确接球或发球 serclkb : in std_logic; -右拍准确接球或发球 clk : in std_logic; -乒乓球灯移动时钟 bdout : out std_logic; -球拍接球脉冲 serve : out std_logic; -发球状态信号 serclk : out std_logic; -球拍正确接球信号 ballclr : out std_logic; -乒乓球灯清零信号 ballen : out std_logic); -乒乓球灯使能end ballctrl;architecture ful of ballctrl issignal bd : std_logic;signal ser : std_logic;beginbd = bain or bbin;ser = serclka or serclkb;serclk = ser;bdout = bd; -球拍接球脉冲 process(clr,clk,bd)begin if(clr=1)then -系统复位serve =1; -系统处在发球状态ballclr = 1; -乒乓球灯清零else -系统正常 if(bd=1)then -球拍发球或准确接球时ballclr = 1; -乒乓球灯清零if(ser=1)then -球拍发球或准确接球ballen =1; -乒乓球灯使能允许serve =0; -系统处在接球状态else ballen =0; serve =1; -系统处在发球状态end if; else ballclr =0; -没发球或接球时乒乓球灯不清零 end if;end if;end process;end;七 总结（1） 硬件测试操作步骤：选择实验电路模式3（用琴键方式）；clock5接1024Hz，为失球提示