各专业全套优秀毕业设计图纸湖南科技大学 VHDL硬件描述语言课程设计报告题目：乒乓球游戏机设计专业：通信工程班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2015年 01月 4 日信息与电气工程学院课程设计任务书20142015学年第一学期专业：学号：姓名：课程设计名称：设计题目：完成期限：自年月日至年月日共周设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：指导教师（签字）：批准日期：年月日目录摘要2ABSTRACT2第一章课程设计的目的3第二章课程设计的内容32.1课程设计的简要说明32.2课程设计的任务和要求3第三章电路工作原理4第四章主要程序及仿真结果54.1主要程序54.2 编译和波形仿真9第五章对本次设计的体会和建议12参考文献：1313摘要用VHDL编程模拟乒乓球比赛，电路模块由状态机、记分器、译码显示器等部分组成，对各部分编写VHDL算法，进行编译、仿真、逻辑综合、逻辑适配及程序下栽通过GW48型EDA实验箱的验证，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。VHDL是高速集成电路硬件描述语言，目前已成为许多设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。设计的难点是状态机。并对其进行仿真，给出了仿真波形，完整程序可写入芯片，配合外围元器件，实现乒乓游戏机的功能。关键词：VHDL；GW48；乒乓游戏机AbstractTable tennis simulation game using VHDL programming, circuit module is composed of state machine, marker, decoding display parts, each part of the preparation of the VHDL algorithm, compile, simulation, logic synthesis, logic adapter and program planted. Through experimental verification box type GW48 EDA, table tennis tour basic process and rules of play of function simulation table tennis competition, and can automatically judge and score. VHDL is a high speed integrated circuit hardware description language, has now become the standard is widely used in many design automation tools, hardware description language.VHDL language function is strong, wide coverage, high flexibility, practicability is very good. A table tennis match simulation table tennis game machine based on VHDL is designed in this paper. Design is the difficulty of state machine. And the simulation, the simulation waveform, a complete program can be written with chip, peripheral components, to achieve the function of table tennis game machine.Keywords: VHDL; GW48; table tennis game machine第一章课程设计的目的1、熟练掌握了相关软件Max Plus 2的使用操作。能对VHDL语言程序进行编译及调试，以及通过计算机仿真，得到正确的仿真波形图，并根据所得仿真波形图分析判断并改进所设计的电路。2、在成功掌握软件操作基础上，将所学数字电路的基础课知识与VHDL语言的应用型知识结合起来并与实际设计，操作联系起来，即“理论联系实际”的观点。3、完成可编程器件与VHDL语言课程设计，掌握设计语言技术的综合应用性。本次设计课题为多路彩灯控制器。4、熟悉系统的分析和设计方法，合理掌握选用集成电路的方法，初步接触EDA技术，为以后本专业的学习奠定良好的基础。第二章课程设计的内容2.1课程设计的简要说明两人乒乓球游戏机是用9个发光二级管代表乒乓球台，中间一个发光二极管兼做乒乓球网，用点亮的发光二极管按一定方向移动来表示球的运动。在游戏机的两侧各设置发球和击球开关，(一个是发球开关StartA，StartB;另一个是击球开关HitA,HitB。)甲乙双方按乒乓球比赛规则来操作开关。当甲方按动发球开关时，靠近甲方的第一个发光二极管亮，然后发光二极管由甲方向乙方依次点亮，代表乒乓球的移动。当球过网后按照设计者规定的球位乙方就可以击球。若乙方提前击球或者未击到球，则甲方得分,甲方的记分牌自动加分。然后重新发球进行比赛，知道一方记分达到21分为止，记分清零，重新开始新一局比赛。2.2课程设计的任务和要求设计一个乒乓球游戏机，该机模拟乒乓球比赛的基本过程和规则，并能自动裁判和计分。要求如下：1.使用乒乓游戏机的甲、乙双方各在不同的位置发球或击球。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。球移动的速度为0.10.5s移动一位（读者可以根据自己的情况进行设定）。球过网，接球方就可以接球，提前接球或者没击着球均判失分。3.比赛按21分为一局，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Reset键将记分牌清0后，即可开始新的一局比赛。2.3课程设计的训练目标学会用VHDL 设计简单的状态机，掌握用状态机控制其他模块并处理其反馈信息的经典用法。第三章电路工作原理ScoreAScoreBIncreaseAIncreaseBClearLight0.8 按键 系统的逻辑划分图设计该乒乓球游戏机的输入/输出端口。首先考虑输入端口，一般都应该设置一个异步置位端口Reset，用于在系统不正常时回到初始状态；两个发球输入端StartA，StartB，逻辑1分别表示甲方和乙方的发球；两个击球输入端Hit1和Hit2，逻辑1分别表示甲击球和乙击球；一个开始游戏按钮startbutton，处于逻辑1表示可以游戏；还得有一个时钟输入端口clk。其次考虑输出端口，芯片应该有9个输出端口来控制9个发光二极管，输出逻辑1即输出一个高电平，可以使发光二极管点亮；另外，要直观地表示双方的得分，就得用到七段译码器，每方用到2个，可以表示021的数字，每个七段译码器需要芯片的7个输出端口来控制，总共需要28个输出端口。第四章主要程序及仿真结果4.1主要程序4.1.1主程序状态机模块这个模块式主程序模块，也是最重要的模块。采用状态机单进程的方法，一共设置了7个状态，分别是“等待发球状态”（waitserve），“第一盏灯亮状态”（light1on）,“第六盏灯亮状态”（light6on）,“球向乙移动状态”(ballmove2)，“球向甲移动状态”(ballmoveto1)，“允许甲击球状态”(allow1hit)，“允许乙击球状态”(allow2hit)。具体实现代码如下：process(clk1,reset) -clk作为敏感信号触发进程begin -进程开始if reset=0 then -异步置位i=0;count1=00000;count2=00000;elsif (rising_edge(clk1) then -当处于时钟inclock上升沿时if count1=10101or count2=10101theni=0;count1=00000;-count1和count2分别为甲、乙的得分count2 -进程处于等待发球状态if serve=0 then i=1;state=light1on;elsei=6;state -进程处于第一盏灯亮状态i=2;if hit2_en=0 theni=0;count1=count1+1;-甲得一分state=waitserve; elsestate -进程处于第八盏灯亮状态i=5;if hit1_en=0 theni=0;count2=count2+1;-乙得一分state=waitserve;elsestate -进程处于球向乙移动状态if hit1_en=0 theni=0;count2=count2+1;state=waitserve;elsifi=2 then i=1;state=allow1hit;elsei=i-1;state -进程处于球向乙移动状态if hit2_en=0theni=0;count1=count1+1;state=waitserve;elsifi=5 then i=6;state=allow2hit;elsei=i+1;state -进程处