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数字电路与逻辑设计实验报告打地鼠游戏的设计与实现 学院：信息与通信工程学院班级：2013211117 姓名：李昊然学号：2013210486 序号：02 课题：打地鼠 一．课题的任务要求基本要求：1、 设计一个挑战反应速度的“打地鼠”游戏，采用用8×8 双色点阵显示游戏界面，其中游戏边界采用绿色LED 显示，随机出现的地鼠采用红色LED 显示，游戏有16 个洞穴，如图1 所示。图1 打地鼠游戏示意图2、 游戏洞穴每次随机出现一个地鼠，每个地鼠的最长保持时间为2 秒，2 秒后随机出现下一个地鼠。以4×4 键盘的按键代表锤子，16 个洞穴与16 个按键一一对应，一旦锤子在2 秒内击中地鼠，地鼠消失，数码管计分器分数加1 分；若锤子一直没有击中地鼠，2 秒后该地鼠消失。用两个数码管显示游戏成绩，当游戏成绩达到10 分时游戏结束，点阵显示字符“V”。3、 用两个数码管对整个游戏进行倒计时，当游戏时间超过59 秒而成绩未达到10 分时，游戏失败，点阵显示字符“X”。4、 按复位键重新开始游戏，并开始倒计时。提高要求：1、 增加游戏难关，在边界内每次随机出现两个地鼠，两个地鼠的最长保持时间均为2秒，2 秒后随机出现下两个地鼠，锤子击中一个地鼠加1 分，当游戏成绩达到20 分而且游戏时间未超过59 秒时，游戏结束，显示字符“V”，否则显示字符“X”。2、 自拟其他功能。二．系统设计（一）设计思路程序采用自顶向下设计的思路，先将主程序启动，然后依次进行多级分频，并逐个执行子程序，主程序为点阵中显示边框背景及随机出现地鼠，子程序包括数码管计分和计时部分、时钟部分、键盘部分以及逻辑判断部分等。（二）总体框图开始 生成边框60s是否到时否是生成随机位置地鼠打地鼠是2s内击中地鼠否加1分输积分是否达到10分赢结束（三）分块设计1. 输入部分：外部时钟信号CLK频率为25MHz，为程序提供初始的有效时钟边沿。复位信号输入CLEAR为高电平有效，当CLEAR为1时，数码管、点阵、计数器等都返回到初始状态。键盘输入值由两个四位二进制数分别表示行和列的状态。2. 逻辑判断模块：通过检测键盘返回值是否与点阵上出现地鼠的位置相对应，判断“打”是否有效。通过60s倒计时的计数器是否为0判断游戏是否到时。通过一个模为10的计数器判断得分是否达到游戏要求。3．输出部分：由译码电路，根据SEG_SELECT信号的扫描、对SEG_SHOW赋予不同的值，实现在四个数码管上分别显示两位60s倒计时和两位计分。点阵根据LED_ROW的扫描、和LED_COL_G、LED_COL_R的值显示游戏的边框、地鼠出现的位置以及结束画面，利用人眼的视觉延缓效应，当行扫描时钟信号clk的频率50Hz，可以达到六行点阵同时显示的效果。 4.键盘输入部分：以1k Hz的频率进行列扫描，将键盘检测到的行和列的二进制数KEY_COL和KEY_ROW组合起来，赋值给一个四位二进制数CODE，记录按键的位置，方便与地鼠在点阵上的位置相比较。三．仿真波形及波形分析1.分频由波形可知，对输入时钟信号clk进行了4倍分频2.绿色灯示边框在行数为1和6时，每列都亮，在行数为2、3、4、5时，亮第1和第6列，从而形成一个6*6的边框。3.随机出现地鼠地鼠可能出现在随机的行和列当lose信号为1时，点阵显示×4. 数码管会在第一个到第四个之间来回扫描5.给键盘行值赋予一个随机值，程序进行列扫描，当键盘输入值与点阵值相对应时，积分信号score会+1，由于是随机赋值，所以恰好碰上的概率较小，加分的时间较长四．源程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY dds IS PORT( CLK:IN STD_LOGIC; --输入时钟 LED_ROW:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --点阵行 LED_COL_G:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --点阵列 绿色 LED_COL_R:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --点阵列 红色 SEG_SELECT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);--数码管位置扫描 SEG_SHOW:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); --数码管显示 KEY_COL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); --键盘列 KEY_ROW:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); --键盘行 CLEAR:IN STD_LOGIC; --复位信号 LIGHT:O