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VHDL 数字系统综合设计实验
------小球游戏机设计
小球游戏机设计
目录
摘要
1、实验目的
2、实验要求
3、实验原理
4、功能模块介绍
(1) 分频模块
(2) VGA 显示模块
(3) 按键控制挡板模块
(4) VHDL 程序
5、实验原理图
6、实验总结
摘要
FPGA(Field-Programmable 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。EDA 技术的迅速发展顺应了时代的发展,使得电子设
计自动化技术有了新的、快的发展,其重要程度日益凸显。本文设
计了基于 FPGA 的用 VHDL 语言描述的小球游戏机的设计。它由键
盘控制挡板模块、VGA 显示模块、时钟分频模块构成。在
QuartusII 软件上用 VHDL 语言进行描述,然后在软件上进行编译、
仿真,最终在电脑上实现小球游戏机的设计。
关键词:FPGA ;EDA ;VHDL ;小球游戏机
1、实验目的
(1)学习使用 FPGA 和软件 Quartus II;
(2)理解图像显示原理;
2、实验要求
(1)屏幕分辨率、球的大小、挡板的大小、障碍物大小和个数用参数
表示,以适应硬件实现的要求;
(2)球的形状可以是正方形;
(3)球碰到边界和障碍物时发生弹性碰撞;
(4)用左右键控制挡板可以左右移动,球碰到挡板时发生弹性碰撞;
(5)挡板未接到球 3 次时游戏结束;
3、实验原理
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。
4、功能模块介绍
主要由三个功能模块组成:分频模块、VGA 显示模块、按键控制挡
板模块。
(1) 分频模块
该模块的功能主要完成将 PLL 产生的 25MHZ 的时钟频率分频为
100HZ 的时钟频率。
(2)VGA 显示模块
该模块完成对挡板、小球、障碍物的显示。
(3)键盘控制挡板模块
因为 FPGA 系统板上自带了两个按键 MD1、MD2,所以我们可
以直接用这两个按键控制挡板左右移动。
(4)VHDL 程序
分频模块 VHDL 程序:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity FDIV is
port( clk:in std_logic;
pm :out std_logic);
end;
architecture one of FDIV is
signal T1:integer range 0 to 250000-1;
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liulianlalala
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