数字系统课程设计--挑战迷宫小游戏

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1、挑战迷宫挑战迷宫 1、申请、申请题目：题目：挑战迷宫挑战迷宫 题目，命题描述（5 号宋体） 这是一个基于 FPGA 控制点阵板显示的益智趣味类小游戏，游戏中玩家通过键盘 键控制控制人物上下左右移动，从起始点出发，目的是走到迷宫的出口。游戏有着友好 的用户界面，而且有多种模式，多种地图供玩家选择。 1.普通不计时模式：玩家可以看到整个迷宫地图，游戏没有时间限制； 2.普通计时模式：玩家可以看到整个迷宫地图，必须在 20 秒内找到出口，否则游戏失 败； 3.高级不计时模式：玩家并不能看到整个迷宫的地图，只能看到其周围的 2 步以内部分 路径，其他路径需要靠自己移动来探索，这样就仿佛置身迷宫之中，更

2、有可玩性，游戏没有 时间限制； 4.高级计时模式：同样玩家：玩家并不能看到整个迷宫的地图，只能看到其周围的 2 步 以内部分路径；必须在 20 秒内找到出口，否则游戏失败。 2、课题背景、课题背景： 存在问题、应用背景 走迷宫是大家所非常熟悉的一款小游戏，规则简单，老少皆宜，可以段炼玩家的判断力 和观察力；而且其不同于普通的走迷宫游戏，增加了一些趣味性玩法及创新点，可供人们平 时娱乐所用。该游戏主要在 LED 点阵板上实现，做成电脑软件效果将更佳。 3、项目规划：、项目规划： 功能、指标、规模 功能：功能： 1. 游戏开始之前，玩家通过键盘选择游戏模式和游戏地图，然后启动游戏，其中 有相应的指

3、示灯提示； 2.点阵板显示中，以黄色表示玩家，绿色表示迷宫出口，红色表示迷宫墙壁；玩 家通过键盘上相应的键控制人物的上下左右移动。胜利或失败后有相应的画面 出现，能够通过按键重新启动游戏。 3.计时模式中，数码管显示倒计时； 指标：指标： 游戏中主要采用 16X16 点阵板显示地图，计时模块中，时间限制为 20 秒比 较合理。 规模：规模： 由于涉及数据结构在硬件语言中的实现与优化， 具有多种模式下点阵板的操 作，本项目难度为中上。由于硬件语言中使用了大量矩阵，所有功能都实现后， 占用的逻辑单元的总数在 5000 多左右。 面板（显示） 、操作、规则 显示面板：显示面板： 16X16点阵板 按

4、钮 模式1 按钮 5 按钮 0 按钮 左 按钮 模式2 按钮 6 按钮 7 按钮 8 按钮 模式4 按钮 模式3 按钮 B 按钮 下 按钮 启动 按钮 上 按钮 A 按钮 右 显示面板 键盘 数码管：第一位表示关卡，后两位表示倒计时时间。 LED 显示灯： 操作操作： 游戏规则：游戏规则： 本游戏的规则相对简单。 玩家使用键盘操纵一个人， 在规定的时间内走到迷 宫出口即可胜利。 输入、输出接口 键盘输入输出接口； 点阵板扫描、显示接口。 4、实现方案实现方案： 核心问题 1. 多种模式下的选择和表示； 2.对 LED 点阵板中迷宫地图的显示和人物移动的显示控制； 3. 点阵中只显示人物周围的

5、2 步以内部分路径。 解决方案 1. 对于多种模式， 使用状态机的不同状态来表示， 这样就可以通过状态来作为后 面点阵显示模块的使能信号； 2. 点阵板的显示： 点阵板的行采用扫描信号的形式扫描，16 位行输出信号依次为： ”1111111111111110”,”1111111111111101”,”1111111111111011,“11111111111101 11“,“1111111111101111“等（低电平使能） ；当相应的行选中时，输入相应的 红灯 16 位列信号，绿灯 16 位列信号，这样红灯和绿灯的信号就有 16X16 个需要存储； 分别用两个 16X16 的矩阵存储红灯和绿

6、灯的信号，当点阵板第一行选 中时，输出矩阵第一行的 16 位信号；当点阵板第二行选中时，输出矩阵第 二行的 16 位信号；以此类推。 采用一个 16X16 的矩阵显示人物的位置，事先知道人物点的位置坐标， 当上下左右键按下后，就修改该矩阵中的值，最后把该矩阵和红灯信号的矩 阵和绿灯信号的矩阵相与作为红灯和绿灯的输出。 3. 定义一个初始化为全 0 的 16X16 的矩阵，当每次人物点移动时，把人物坐标 周围 2 步以内的点对应的矩阵中的值修改为 1；输出的红灯信号的矩阵和绿 灯信号的矩阵与这个矩阵相与输出。 5、系统结构：系统结构： 系统框图 键盘 倒计时 关卡选择状态机 数 码 管 数 码 管 数 码 管 点阵控制点阵扫描显示 16X16点 阵板 LED提示灯 LED 灯 模块功能描述 分频器模块分频器模块 fenping： 对输入的 2MHz 信号进行不同的分频，分别产生 1KHz、100Hz、2Hz、1Hz 的时钟 信号。 键盘键盘模块模块 keyboard： 外接键盘，当键盘按下键时，输出按下的键值（用 4 位二进