FPGA实验介绍(张鉴)

1、FPGAFPGA课程设计课程设计张鉴张鉴 许晓琳许晓琳目录0105040302乒乓球游戏机设计乒乓球游戏机设计出租车计费器设计出租车计费器设计 微波炉定时器设计微波炉定时器设计除法器设计除法器设计 秒表设计秒表设计任务1、用开发板上8个发光二极管来表示乒乓球的运动位置。2、选手分甲乙两位，二极管分为甲前方4个、乙前方4个3、点亮的二极管亮就表示乒乓球的位置。4、2名选手各操作一个开发板上的按键，按下表示击球。 初始状态：所有的二极管都不亮5、评分方式： 选手甲，按甲键发球，这时，靠近甲侧从第一个发光二极管开始逐个变亮，形成球运行轨迹； 若乙在甲前方4个二极管中任何一个变亮时，按下按键，则属于球

2、未过网就击球，甲得分。 若乙在乙前方4个发光二极管中任何一个变亮时按下按键，球运行轨迹反向变化，甲要在合适位置（甲前方4个二极管任何一个发亮时）接球，若未及时接球，则乙得分。 依次类推，任何一方如果未及时击球或球未过网时击球，则对方得一分。6、得分由开发板上的数码管显示。BASY2开发板对应器件乙方前乙方前4 4个个LEDLED甲方前甲方前4 4个个LEDLED甲方得分显示甲方得分显示乙方得分显示乙方得分显示甲方甲方按键按键乙方乙方按键按键RESETRESET球运行速度调节球运行速度调节BASY2开发板对应引脚sw7和sw6控制球运行速度00时 01时 加快 （可选）10时 11时btn0 甲

3、方发球接球btn1 乙方发球接球btn3为复位键LED0LED3 甲方界内LEDLED4LED7 乙方界内LED演示视频系统逻辑分框图1、时钟分频 产生基准时钟信号2、按键消抖 消除按下与抬起之间的按键抖动现象3、数码管显示 a数据锁存器：所存数据使显示保持暂停b扫描显示：计数器、数据选择器、7段译码器4、球台控制 使用状态机5、记分器 十进制计数器目录01050403乒乓球游戏机设计乒乓球游戏机设计微波炉定时器设计微波炉定时器设计除法器设计除法器设计 秒表设计秒表设计02出租车计费器设计出租车计费器设计 任务1、用2个按键来模拟路程和计时信号2、路程按键每按一下，输入一个脉冲代表0.5公里3

4、、计时按键每按一次，代表超时后的1分钟4、计费规则： 起步价8元，2.5公里内免费， （路程按键=5次） 超过2.5公里后，每公里1.6元， （路程按键1次 增加0.8元） 等待每分钟0.4元， （计时按键1次 增加0.4元） (可选)若未满2.5公里，而又因有等待时间产生了计费，可以用起步价里的钱充抵对时间的计费。 （8路程按键次数*1.6计时按键次数*0.4）5、路程、等待时间和费用都要用开发板上的数码管显示6、数码管数目不足，用开发板上的开关来切换显示BASY2开发板对应器件价格、里程、计时价格、里程、计时显示显示计时计时按键按键里程里程按键按键RESETRESET数码管显示切换数码管显

5、示切换BASY2开发板对应器件sw7和sw6显示内容切换00时 显示 费用01时 显示 公里数 10时 显示 时间的分钟数11时 显示 abcdbtn0按一次增加等待时间1分钟btn1按一次增加0.5公里btn3为复位键演示视频系统逻辑分框图计程模块计时模块按键计费模块数码管显示模块按键控制模块十进制计数器6进制计数器目录01050403乒乓球游戏机设计乒乓球游戏机设计微波炉定时器设计微波炉定时器设计除法器设计除法器设计 秒表设计秒表设计02出租车计费器设计出租车计费器设计 任务1、定时器 使用6个按键控制 分钟个位键 分钟十位键 秒钟个位键 设定时间 秒钟十位键 开始键 开始倒计时 复位键

6、复位 （可选）暂停/启动键 计时后暂停、暂停后再次启动2、使用4个数码管显示设定相关的分钟、秒钟时间3、用2个发光二极管分别指示微波炉的运行和完成状态4、使用规则： 按分钟/秒钟键确定时间，数码管同步显示； 按开始键，倒计时开始，数码管同步显示，指示运行状态的二极管变亮， 计时结束后，指示完成状态的二极管变亮。 复位键可随时复位BASY2开发板对应器件完完成成运运行行秒秒 显示显示分钟显示分钟显示秒十秒十 秒个秒个分十分十 分个分个开始计时开始计时复位复位btn3 分钟十位btn2 分钟个位btn1 秒 十位btn0 秒 个位sw7 开始sw0 复位LD0 运行LD2 完成BASY2开发板对应

7、引脚btn3 分钟十位btn2 分钟个位btn1 秒 十位btn0 秒 个位sw7 开始sw0 复位LD0 运行LD2 完成演示视频系统逻辑分框图秒钟个位分钟个位按键输入倒计时数码管显示模块秒钟十位分钟十位十进制计数器6进制计数器状态机在顶层设计一个状态机，控制倒计时模块 及数据显示目录01050403乒乓球游戏机设计乒乓球游戏机设计微波炉定时器设计微波炉定时器设计除法器设计除法器设计 秒表设计秒表设计02出租车计费器设计出租车计费器设计 任务1、规则： 被除数 = 商 +余数 除数2、被除数为16位，除数为8位3、被除数 通过 四个按键进行输入 4位16进制数 除数 通过 两个按键进行输入

8、2位16进制数4、被除数、除数、商、余数 均通过数码管进行显示5、（可选）设置使能开关，开启使能开关方可进行计算6、实现方案： 通过切换2个开关（例如 SW1和SW0）的状态来控制数码管显示 00时 输入被除数，数码管同步显示 01时 输入除数， 数码管同步显示 10时 显示商； 11时 显示余数。BASY2开发板对应器件被除数、除数、商、余数被除数、除数、商、余数显示显示4 4位位 1616进制被除数输入进制被除数输入2 2位位 1616进制除数输入进制除数输入输入、输入、数码管显示数码管显示切换切换复位复位开关开关使能使能开关开关BASY2开发板对应引脚SW1和SW0 切换 输入及数码管显

9、示状态 00 输入被除数 通过按键btn3 btn2 btn1 btn0 输入 ，数码管同步显示01 输入除数 通过按键 btn1 btn0输入，数码管同步显示10 显示商11 显示余数SW6 使能开关SW7 复位开关 演示视频系统逻辑分框图被除数按键输入除法器数码管显示模块除数商余数1、乘法器2、减法结合移位按键控制模块目录01050403乒乓球游戏机设计乒乓球游戏机设计微波炉定时器设计微波炉定时器设计除法器设计除法器设计 秒表设计秒表设计02出租车计费器设计出租车计费器设计 任务1、秒表使用2个按键控制 启停按键 第一次按下开始计时 第二次按下停止计时，循环反复 清零按键 具有数据清零 记

10、录第一个数据 查看记录的第二个数据 的功能2、秒表具有记录2人成绩的功能 例：甲乙2人次进行百米测验 需获得双方成绩 甲乙双方起跑 按启停按键 开始计时 甲先到达终点 按清零键 数码管同步显示甲的成绩 并保持不变 此时秒表继续计时 但数码管不同步显示 乙到达终点 按启停按键 停止计时 得到乙的成绩 按清零按键 查看乙的成绩 3、秒表具有99分钟内计时功能 即可显示0.01秒、0.1秒、1秒、10秒、1分钟、10分钟 6组时间 因数码管只有4个，需设置显示切换开关， 用于切换显示0.01秒、0.1秒、1秒、10秒 1分钟、10分钟 两组记录数据BASY2开发板对应器件6 6组时间显示组时间显示启停启停清零、记录、查清零、记录、查看