小球游戏机.docx

用四行共84个矩形方块设计成棋盘格的样子放置于屏幕上方，在屏幕正下方放置一个长一点的矩形块充当小球的挡板，在挡板上放置一个正方形的小球。游戏开始后，小球一旦碰撞到挡板就反弹，若碰撞到上方的棋盘格则使对应的棋盘格消除，用按键控制挡板左右移动，若小球三次未碰到挡板则游戏结束，小球消失。 【小球游戏机设计】是基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术的数字系统综合设计实验，采用EDA（Electronic Design Automation）技术，利用VHDL（VHSIC Hardware Description Language）语言进行程序编写。这个实验的主要目标是学习FPGA的使用以及Quartus II软件，并理解图像显示原理。 实验要求包括： 1. 屏幕分辨率、小球、挡板和障碍物的大小等关键参数应使用参数化表示，以便适应不同硬件环境。 2. 小球可设计为正方形形状，且具备弹性碰撞特性，无论是碰到边界还是障碍物都会反弹。 3. 使用左右按键控制挡板移动，小球与挡板碰撞时也会发生弹性碰撞。 4. 当挡板三次未能接住小球时，游戏结束，小球消失。 实验的原理在于构建一个虚拟棋盘，由四行84个矩形方块组成，屏幕下方设置一个长矩形挡板，挡板上有一个正方形小球。游戏开始后，小球在碰撞挡板后反弹，若碰撞到棋盘格，则消除对应的格子。通过按键控制挡板左右移动，如果小球三次未碰到挡板，游戏就会结束。 实验中包含的主要功能模块有： 1. **分频模块**：该模块接收25MHz的时钟信号，通过分频生成100Hz的时钟，用于游戏的计时。VHDL程序中使用了一个过程来实现这一功能，通过计数器T1的递增和重置来达到分频的目的。 2. **VGA显示模块**：该模块负责在屏幕上显示挡板、小球和障碍物。VGA（Video Graphics Array）是一种常见的视频显示标准，通过控制行计数器hcnt和列计数器vcnt，以及相应的同步信号hs和vs，实现图像在显示器上的正确显示。 3. **按键控制挡板模块**：利用FPGA系统板上的MD1和MD2按键，可以直接控制挡板的左右移动。通过检测按键状态，更新挡板的位置，实现对小球的拦截。 通过Quartus II软件，这些VHDL程序可以被编译和仿真，最终在计算机上实现小球游戏机的完整功能。整个实验不仅锻炼了设计者的逻辑思维能力，还加深了对FPGA硬件描述语言和电子设计自动化的理解。关键词包括：FPGA、EDA、VHDL以及小球游戏机设计。