小球游戏机.docx
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更新于2019-12-29
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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。
liulianlalala
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