基于EDA技术的乒乓球游戏电路设计(0419)

北京城市学院2014届毕业设计基于EDA技术的乒乓球游戏电路设计学生姓名：（四号宋体居中，2倍行距，下同）学号：班级：专业：学部：指导教师：二○一四年六月基于EDA技术的乒乓球游戏电路设计TableTennisGameCircuitDesignBasedonEDATechnology学生：（四号宋体，2倍行距，下同）班级：学号：学部：专业：指导教师：职称：工作单位：毕业设计（论文）完成时间：自年月至年月摘要本设计在各种EDA技术的基础上设计了一个乒乓球游戏机。在课程设计中，系统开发平台为MAX+PLUSII，程序设计语言为VHDL。设计的乒乓球游戏机能够正确判断与显示乒乓球的位置，并包括自动裁判和自动记分的模块。本设计编写了基于EDA技术的乒乓球游戏机程序，并对程序进行了仿真,验证了所编写的程序的正确性，从而实现一个完整的乒乓球游戏机。在文中的最后对编写的程序通过调试运行，基本实现了最初的设计目标，从而使得本设计实现的乒乓球游戏机电路和程序可应用于实际的乒乓球游戏比赛中。本文从对乒乓球游戏机的功能需求分析入手，对设计中采用的EDA技术做了详细的阐述，然后对乒乓球游戏机的各个功能子模块进行编程实现，最后对编写的程序进行仿真验证，在EDA技术的基础上实现了乒乓球游戏机的基本功能。关键词：乒乓球游戏机；VHDL；EDA；程序仿真AbstractThisdesignonthebasisofallkindsofEDAtechnologytodesignatabletennisgame.Inthecurriculumdesign,systemdevelopmentplatformforMAX+PLUSIIforVHDLprogramminglanguage.Designofthetabletennisgamecancorrectjudgeandshowsthelocationofthetabletennis,andincludetherefereeandautomaticscoringmoduleautomatically.ThisdesigntowritethetabletennisgamebasedonEDAtechnology,andprobesintotheapplicationsimulation,toverifythecorrectnessoftheprogram,soastorealizeafulltabletennisgame.Attheendofthepapertowritetheprogramdebuggingandrunning,bybasicallyachievedtheoriginaldesigntarget,makingthedesignforthetabletennisgameofcircuitandprogramcanbeappliedtoactualgameoftabletennismatch.Thisarticleobtainsfromthefunctiondemandanalysisofthetabletennisgame,forusingtheEDAtechnologyinthedesignofthedetailedelaboration,andthentothetabletennisgameofeachfunctionalmoduleprogramming,finally,thesimulationprogram,onthebasisoftheEDAtechnologytorealizethebasicfunctionofthetabletennisgame.Keywords：Tabletennisgame；VHDL；EDA；Thesimulationprogram目录1引言...........................................................................................................................................11.1课题设计的目的................................................................................................................11.2课题设计的内容................................................................................................................12关键技术介绍...............................................................................................................................22.1EDA发展概况......................................................................................................................22.2硬件描述语言—VHDL....................................................................................................23乒乓球游戏机设计过程...............................................................................................................33.1设计规划............................................................................................................................33.2各模块原理及程序............................................................................................................43.2.1乒乓球游戏机实体的设计.........................................................................................43.2.2状态机编程实现.........................................................................................................53.2.3记分译码器的设计.....................................................................................................73.2.4构造体的设计.............................................................................................................94系统编译和波形仿真.................................................................................................................104.1系统的编译......................................................................................................................104.2系统有关波形的仿真......................................................................................................11结论.................................................................................................................................................13参考文献.........................................................................................................................................14致谢.............................................................................................................................................15附录.............................................................................................................................................161引言随着科学技术的发展，人类社会已进入到高度发达的信息化社会,信息化社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品的发展越来越快,各种新型电子元器件和智能化的电子产品已经在国民经济的各个领域和人民生活的各个方面得到了日益广泛的应用。实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。其中电子玩具的发展也是日益成熟。乒乓球游戏机控制电路是有甲、乙双方参赛，有裁判控制发“球”的三人乒乓球游戏机电路；它能完成自动裁判和自动计分，是一个带数字显示的模拟游戏机。其结构简单、成本低、易操作，安全性强、无污染。乒乓球游戏机还能在娱乐的同时提高我们的反应、应变能力。具有良好的市场发展前景[1]。1.1课题设计的目的本文应用状态机，设计了一个乒乓球游戏机的状态机。状态机的实现以完全符合人的思维逻辑为基础的，且简单明了[2]。本课题设计目的有以下三点：（1）通过该设计，结合计算机科学的理论、抽象和设计三种形态，进一步掌握计算机中各功能部件的工作原理和逻辑实现，熟悉乒乓球游戏机的基本工作原理。（2）通过该设计的学习，运用所学的数字电路以及计算机组成和状态机的基本原理、基本知识和基本技巧，解决某一个具体的实际问题，培养综合分析和解决问题的能力。（3）为今后分析、设计、开发以及使用计算机打下坚实的基础。1.2课题设计的内容本文设计的是一个乒乓球游戏机的状态机。利用VHDL语言编程实现各个模块的功能，不需要按照传统的设计方法进行烦琐的状态分配、绘制状态、化简状态方程等，就可以简单地根据MDS图直接对状态机进行描述。该设计可以实现的功能如下：（1）该设计是一个由甲、乙双方参赛，有裁判的3人乒乓球游戏机。（2）用8个(或更多个)LED排成一条直线，以中点为界，两人乒乓游戏机是用8个发光二极管代表乒乓球台，中间两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，在游戏机的两侧个设置发球和击球开关，甲乙双方按乒乓球比赛规则来操作开关。（3）当“球”(点亮的那只LED)运动到某方的最后一位时，参赛者应能果断地按下