基于VHDL课程设计--乒乓球游戏程序

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1、 课程设计课程设计 名称 乒乓球游戏程序 姓名 专业班级 通信工程（1）班 学院 信息与机电工程学院 完成日期完成日期 2017 年年 5 月月 目录目录 摘 要 1 第一部分 绪论 2 1.1 课题设计背景 2 1.1.1 FPGA 简介 . 2 1.1.2 硬件描述语言 VHDL 2 1.1.3 Quartus简介 . 2 1.2 课题主要内容 3 第二部分 系统设计 . 4 2.1 整体设计图. 4 2.2 设计思路 4 2.3 具体功能对应等 5 第三部分 模块设计 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.1 控制模块 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.1.1 引脚功能 错误

2、错误!未定义书签。未定义书签。 3.1.2 核心代码及解释 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.1.3 RTL 图 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.2 分频模块 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.2.1 引脚功能 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.2.2 核心代码及解释 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.2.3 RTL 图 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.3 按键处理模块 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.3.1 引脚功能 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.3.2 核心代码及解释 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.

3、3.3 RTL 图 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.4 锁楼层模块 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.4.1 引脚功能 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.4.2 核心代码及解释 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.43 RTL 图 错误错误!未定义书签。未定义书签。 第四部分 操作配图 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 第五部分 结论 16 4.1 遇到的问题和改进 . 16 4.2 工作分配比例 16 第六部分 附录 17 1 基于基于 FPGA 的乒乓球游戏程序的设计的乒乓球游戏程序的设计 摘摘 要要 VHDL 是高速集成电路硬件描述语言，目前已成为许多设

4、计自动化工具普遍采用的标准化 硬件描述语言VHDL 语言功能性强、覆盖面广、灵活性高，具有很好的实用。本文设计 一个基于 VHDL 的乒乓游戏机模拟乒乓球比赛。用 VHDL 编程模拟乒乓球比赛，电路模块 由分频、状态机等部分组成，对各部分编写 VHDL 算法，进行编译及程序下载。通过验证， 乒乓游戏机能模拟乒乓球比赛的基本过程和规则，并能自动裁判和记分，还能根据接球 快慢改变球运行的速度。实现乒乓游戏机的功能。 关键词：关键词：乒乓游戏机、乒乓游戏机、VHDLVHDL、状态机、状态机 2 第一部分第一部分 绪论绪论 1.1 课题设计背景课题设计背景 1.1.1 FPGA 简介简介 FPGA（F

5、ieldProgrammable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在 PAL、GAL、 CPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中 的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电 路数有限的缺点。 1.1.2 硬件描述语言硬件描述语言 VHDL VHDL 的英文全名是 VHSIC Hardware Description Language(VHSIC 硬件描述语言)。 VHSIC 是 Very High Speed Integrated Circuit 的缩写，是 20 世纪 80 年代在美国国防 部的资

6、助下始创的，并最终导致了 VHDL 语言的出现。1987 年底，VHDL 被 IEEE 和美国 国防部确认为标准硬件描述语言。VHDL 主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接 口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL 的语言形式和描述风格与句法是十分类 似于一般的计算机高级语言。 VHDL 的程序结构特点是将一项工程设计， 或称设计实体 （可 以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，及端口）和内部 （或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义 了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将 设计实体分成内外部分的概念是 VHDL 系统设计的基本点。 1.1.3 Quartus简介简介 Altera Quartus II 作为一种可编程逻辑的设计环境, 由于其强大的设计能力和直 观易用的接口，越来越受到数字系统设计者的欢迎。Altera Quartus II （3.0 和更高版 本）设计软件是业界唯