数电综合实验报告(掷筛子)详解.doc

电子工程学院 数字电路综合实验报告 课题名称：掷筛子游戏电路的设计与实现 班 级： 姓 名： 学 号： 序 号： 日 期： 2014年 月 摘 要 本实验报告为掷筛子游戏电路的设计与实现报告。 实验设计了基于VHDL描述的掷筛子游戏系统，通过仿真和下载可以在开发板上实现简易的双人掷筛子游戏过程。完成的功能包括开机动画，甲乙各按键产生随机数、按规则判断输赢，最多游戏六局且显示赢家的过程。报告中给出了完整的设计思路和过程，给出了VHDL语言描述以及仿真的部分波形，最终下载到实验板上测试通过。 关键词： VHDL；掷筛子游戏系统 第一部分 任务要求 3 1.1课题要求和设计目标 3 第二部分 系统设计 4 2.1设计思路 4 2.2系统结构框图 5 2.3分块设计 2.4系统仿真验证 13 第三部分 结果与分析 14 3.1元器件和仪表清单 14 3.2器件资源分析 15 3.3故障和问题分析 15 第四部分 总结与结论 16 4.1实验结论 16 4.2总结体会 16 第五部分 附录部分 18 5.1VHDL源代码 18 5.2参考文献 47 第一部分 任务要求 1.1课题要求和设计目标 基本要求： 1、 电路可供甲乙二人游戏，游戏者甲使用的按键为 BTN0，游戏者乙使用的键为BTN1。 2、 每按一次按键，代表掷一次骰子，可随机得到 1～6 范围内的两个数字。 3、 甲乙按键产生的随机数字分别用数码管 DISP0-DISP1、DISP2-DISP3 显示,并DISP7 显示比赛局数，比赛结束用 8×8 点阵显示获胜方，并伴有声音果。 4、 具体游戏规则如下： （1） 第一局比赛，甲乙依次各按一次按键，按键所得两数之和为 7 或 11 者胜；若无 人取胜，则进行第二局比赛； （2） 第二局比赛，甲乙每人各按一次按键，按键所得二数之和与第一局比赛相同者获 胜，若无人获胜，则进行第三局比赛，重复进行步骤（2），直到出现胜者为止。 （3） 游戏局数最多进行六局。在第六局比赛时，若重复进行步骤（2）仍未出现胜者， 以按键所得两数之和最大者为获胜方。 提高要求： 1、 增加多人游戏的功能，数码管可分时记录显示每个游戏者的骰子点数。 2、 点阵显示增加游戏开机动画、结束动画，并伴有乐曲播放。 3、 自拟其它功能。 数码管D0-D1（显示甲的两个随机数），D2-D3（显示乙的两个随机数），D7(比赛局数)；按键BTN0（甲投掷筛子），BTN1（乙投掷筛子），BTN7（重新开始游戏）；喇叭 具体实现： 通电数码管D0，D1，D2，D3均显示0，伴随回字形开机动画。 按下BTN0即为甲开始游戏，D7显示1（局），数码管D0，D1分别显示甲虚拟投掷筛子产生的随机数（范围1-6），D2，D3仍显示0。 按下BTN1即为乙开始游戏，数码管D2，D3分别显示乙虚拟投掷筛子产生的随机数（范围1-6），此时D0，D1，D2，D3都显示四位随机数。 第一局结束后，将甲乙各两个数分别作和，且和为7或者11的一方胜利，否则进行第二局；出结果时，矩阵显示胜利一方（汉字甲或者乙）并产生提示音；若两方和均为7或11则进行第二局。 第二局开始，D7显示2（局），重复以上步骤，即D0，D1显示甲第二轮的随机数，D2，D3显示乙第二局的随机数，并将甲乙两数和与前一局进行比较，若相同即赢得游戏，否则进行第三局。 若游戏进行到第五局仍未分出胜负，则进行第六局；第六局胜负判断为该局随机数和大的一方胜，也设置了和相等即平局的情况。此时显示赢家，游戏结束。 设置BTN7为复位键，按下后跳转到初始状态，此时可以重新开始游戏。 第二部分 系统设计 2.1设计思路 第一步：系统层次模块划分 从系统逻辑结构出发，将系统设计为5大模块分别开发。第一是分频模块，第二部分是随机数产生模块，第三部分是游戏比赛模块，第四部分是数码管显示模块，第五部分是结果及点阵显示模块。 第二步：仿真验证 系统设计基本完成后，需要对系统主要功能进行仿真验证，观察分析输出波形，更进一步分析基本功能及逻辑是否正确。 第三步：下载调整 讲仿真后的程序设计下载到电路板上进行各项功能的测试，并对其进行进一步调整，确保实验电路板能够正常工作。 2.2系统结构框图 图2.2 掷筛子游戏系统方框图 图2.3 掷筛子游戏系统流程图 2.3 系统分块设计 本实验完成分为五大模块，依次为分频模块，随机数产生模块，游戏比赛模块，数码管显示模块，结果及点阵显示模块。 2.3.1分频器模块：采用多分频。 图2.3.1 分频器示意图 部分分频代码如下： entity fenpin i