迷宫实验报告_北邮.docxVIP

数字电路与逻辑设计实验实验报告简易迷宫实验学 院 ： 通信与信息工程学院 专 业： 电子信息工程 姓 名： ABC班 级： 2012211103 学 号： 2012212661 班内序号： 32 2014年11月07日任务要求基本要求：1. 用8×8 点阵进行游戏显示。2. 迷宫游戏如图1 所示，采用双色点阵显示，其中红色LED 为迷宫墙壁，绿色LED表示人物。通过BTN0～BTN3 四个按键控制迷宫中的人物进行上下左右移动，使人物从起始点出发，走到迷宫的出口，游戏结束。3. 普通计时模式：通过按键BTN7 启动游戏，必须在30 秒内找到出口，否则游戏失败，用两个数码管进行倒计时显示。游戏胜利或者失败均要在8×8 点阵上有相应的画面出现。迷宫中的人物在行走过程中，如果碰到墙壁，保持原地不动。2、 提高要求：1. 多种迷宫地图可以选择。2. 在计时的基础上增加计步的功能，每按一次控制按键步数加1，碰壁不计算步数，计步结果用数码管显示。3. 为游戏增加提示音乐，在不同时间段采用不同频率的信号控制蜂鸣器发声报警。4. 增加其他游戏模式。5. 自拟其它功能。系统设计设计思路该迷宫程序需要用到点阵、数码管，按键等器件。其中，点阵用于显示迷宫地图及动画，数码管用于倒计时和记步显示，按键用于控制游戏中任务的上下左右移动及系统复位。由于该程序涉及的元件较多，实现的功能较为复杂，直接编写一个模块来实现的难度较大，也不便于修改调试，因而我选择了分模块来写。程序主要分为三大模块：控制模块、显示模块和按键输入模块。为保证各模块的正常工作，需加入分频模块来协调各模块的工作时序。而显示模块包括点阵显示和数码管显示，需要用两个子模块分别实现。最后，作为提高要求，我加入了音乐模块，作为游戏成功播放的音乐。系统框图分块设计仿真波形及波形分析分频模块（frequency）实验板中心频率为50MHz，此模块采用串行分频，将50MHz先分为10KHz，用于扫描点阵，再将10KHz分频为10Hz，用来检测键盘输入信号，再将10Hz分频为1Hz的频率，用于倒计时。如下图：控制模块（controller）控制模块通过按键输入控制来实现人物在迷宫中移动。采用10Hz频率，P_CHOOSE为迷宫选项，置0表示显示默认迷宫5，START为开始信号，游戏开始后，M_DOWN为向下移动，按键按下，遇到障碍，障碍信号STUCK置1，人物坐标OUT_X_G, OUT_Y_G不变。M_LEFT为向左移动，按键按下，未遇到障碍，人物移动，OUT_X_G-1，第二次按下M_LEFT,遇到障碍，STUCK置1。按下M_RIGHT，人物右移，OUT_Y_G-1。按下M_UP，遇到障碍，STUCK置1。COUNT信号实现记步功能，按下P_RST系统复位，记步值归0，游戏重新开始。点阵显示模块（display）点阵显示模块用来控制点阵显示开机动画（“迷”字），54321倒计时，迷宫地图显示及成功动画（笑脸），失败动画（哭脸）。CLK_1HZ为5s倒计时时钟，CLK_10K为点阵扫描时钟，P_CHOOSE用于选择迷宫地图，置0说明显示默认迷宫，S_RESET为复位信号，S_START为游戏开始信号，TIME_UP为失败信号，游戏失败则显示哭脸，WIN为成功信号，游戏成功则显示笑脸。数码管控制模块（segcontrol）该模块通过1HZ时钟来控制数码管显示倒计时及人物移动步数，COUNT_OUTH,COUNT_OUTL为倒计时的高低位，STEP_OUTH,STEP_OUTL为步数的高低位，LOSE为失败信号，当倒计时的高低位均为0时，游戏失败。数码管选通模块（segselect）该模块通过10KHZ时钟来依次选通四个数码管。数码管显示模块（segment）该模块通过显示控制信号COUNT来控制数码管显示0到9。音乐模块（yinyue）该模块自身设定分频，当收到成功信号RESULT后，蜂鸣器按照乐谱旋律鸣响。源程序分频模块frequencyLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY frequency ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;--外部时钟信号CLK_10K:OUT STD_LOGIC;--用于点阵扫描和数码管选通CLK_10HZ:OUT STD_LOGIC;--用于按键扫描CLK_1HZ:OUT STD_LOGIC);--用于数码管倒计时显示END;ARCHITECTURE behave OF frequency ISSIGNAL CNT1:INTEGER