基于FPGA的俄罗斯方块游戏设计毕业论文(打印版)

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日目录摘要................................................................................................................................................4前言................................................................................................................................................51绪论............................................................................................................................................51.1游戏的历史...................................................51.1.1追根溯源...............................................51.1.2图形硬件的革命.........................................61.2游戏的意义与内涵.............................................61.3游戏的组成因素...............................................62游戏的可行性分析............................................................................................................72.1设计目的.....................................................72.2可行性研究前提...............................................72.3可行性分析...................................................82.4结论意见.....................................................83需求分析.................................................................................................................................83.1引言.........................................................83.2游戏需求.....................................................84设计分析.................................................................................................................................94.1系统方案设计支持.............................................94.1.1开发环境...............................................94.1.2编程语言...............................................94.1.3硬件平台...............................................94.2系统实现框图.................................................94.3模块实现....................................................114.3.1实验电路图............................................114.3.2随机产生模块..........................................114.3.3PS/2键控模块.........................................134.3.4VGA显示模块..........................................164.3.5分频模块..............................................204.3.6键控模块..............................................215仿真分析..............................................................................................................................215.1随机数产生序列仿真..........................................215.2VGA显示模块仿真波形........................................215.3实现运行结果仿真............................................226总结与展望.........................................................................................................................246.1本文完成的主要工作..........................................246.2未来研究展望................................................25致谢.............................................................................................................................................27参考文献..................................................................................................................................28附录.............................................................................................................................................29基于FPGA的俄罗斯方块游戏设计摘要：俄罗斯方块游戏是一款风靡全球的游戏，它的基本规则是旋转、移动、下落和摆放游戏自动输出的各种方块，使之排列成完整的一行或多行并消除得分。本设计是用FPGA开发板实现俄罗斯方块，具体是在显示器上显示10×20的点阵以及外围方框。点阵表示方块，方框表示方块的活动范围。关键词：俄罗斯方块VGAFPGA串口通信Abstract:Tetrisisapopulargamearoundtheworld,it’sbasicruleistorotate,moveandplaceallsortsofboxeswhichthegameautomaticallyoutput,makingthemarrangedincompleteoneormorelinestogettherelevantscore.ThedesignintroducesaTetrisgamethroughFPGAprogramming,the10×20dotmatrixandexternalboxesareshownonthedisplay.Thedotmatrixrepresentbox,andtheboxesrepresentthescopeofactivitiesofthebox.Keywords:TetrisVGAFPGASerialport前言：在现今电子信息高速发展的时代，电子游戏已经深入人们的日常生活，成为老少皆宜的娱乐方式。但是游戏设计结合了日新月异的技术，在一个产品中整合了复杂的设计、艺术、声音和软件，所以并不是人人皆知。知道今天，在中国从事游戏设计的人任然很少，但是游戏行业的发展之快，远超家电、汽车等传统行业，也正因为如此，游戏人才的教育、培养远落后于产业的发展。俄罗斯方块是个老幼皆宜的小游戏，它实现由四块正方形的色块组成，然后存储在一个数组的四个元素中，随机产生不同的七种类型方块，根据时钟控制它在一定的时间不停的产生，用户根据键盘的四个方向键控制翻转、向左、向右和向下操作。然后程序根据这七种方块对叠成各种不同的模型。俄罗斯方块游戏可以说是随计算机的发展而发展，并不断推陈出新演变出各种类似游戏，深受广大玩家喜爱。这个游戏有的简单，有的复杂，但其根本原理是一样的，都是对运动的方块组合，来训练玩家的反应能力。谈到游戏软件，大多数人都认为其神妙莫测，高不莫及。而一般游戏软件也确实具有很高的技术难度，随着开发工具及软件开发方法学的不断发展，动手开发游戏也不是十分困难的。俄罗斯方块游戏是一种古老而有趣的游戏，游戏软件不计其数，网上就有关于实现的复杂算法和设计，其难度让一般初学者望而却步。本文利用FPGA硬件描述语言VHDL进行游戏的开发和实现。1绪论1.1游戏的历史游戏开发至今已经有30多年,在这个短暂的时期里,随着硬件水平的提高,游戏开发新技术层出不穷,经典游戏比比皆是。1.1.1追根溯源真正的电子游戏机产生于20世纪70年代。1971年，麻省理工学院的学生NolanBushnell设计了世界上的第一个业务用游戏机（俗名街机），叫做《电脑空间》。这台游戏机用一台黑白电视机作为显示屏，用一个控制柄作为操纵器，不过由于市场因素这款游戏以失败告终。但是最后他在电子游戏的发展上取得了非凡的成就。上面介绍的是专用机游戏的历史，而最早的电脑游戏可以追溯到1972年，一个叫Crowther的工程师用当时最流行的主机――DEC公司的PDP－10编写一段简单的FORTRAN程序。在这个程序里，Crowther设计了一张地图，地图上不规则的分布着陷阱，游戏者必须寻找路径避开陷阱。这个程序被公认为是最早的电脑游戏程序。198