FPGA健身游戏机课程设计.pdfVIP

课程设计实验报告 基于 Xilinx 的 FPGA的 健身游戏机设计 院 系： 电子与信息工程 专 业： 电信 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 设计任务名称：基于 Xilinx 的 FPGA 的健身游戏机设计 设计内容及要求： 1、 基本功能： 用 8 个灯作目标，与之对应有 8 个按键进行控制。每一次 8 个灯中随机出现一个灯 处于“亮”的状态，在灯亮的时间内要求“踩”到对应的按键，若踩到则加 1 分， 且灯熄灭；否则失败扣一分。 设定初始命数为 9 ，连续成功五次加 1 条命，分数不清 0，连续失败 5 次扣一条命， 命数为 0 时游戏结束。 游戏分四个难度级别，每个级别灯闪亮的速度不同，级别越高，速度越快，灯亮的 时间越短。连续加两条命则速度加 1. 设有暂停 / 继续和开始 / 停止功能，能记录和更新历史最高分数。控制液晶显示器进 行相应的显示。命数最多显示为 99 条，分数最多显示为 999 分。 2、 扩展功能： 每个难度级别对应产生不同的音乐，与灯闪的频率节奏相当。 实验条件说明 Spartan-3E 入门实验板： 自己设计外围电路： 提供芯片有：译码器 74LS138 ，编码器 74LS148 ，其余有， LED 灯 8 个，按键 8 个， 1k 电阻 8 个， 510 Ω 电阻 1 个，排线两根，导线一组，排针一组，设计好的外围电路 如下： 系统设计 系统框图与说明 音乐模块 随机数生成 分数计算模块 命数计算 模块 LCD 显示模块 外接 LED 灯 外部按键输入 说明： 外部按键输入：通过 74LS148 编码器实现 8 线— 3 线编码，实现对应按键输入，因 为编码器特性，全部为高时输出为 1111 （其中最高位为状态为）而在 其他状态下区间为（ ），可以方便实现与随机数的比较从 而实现分数计算。具体电路图及逻辑见外设部分。 分数计算模块：实现外部按键与内部随机数的匹配比较，若匹配则分数加 1，同时 为命数模块提供一个 win 脉冲用来计数；若不匹配则分数减 1，同时 为命数模块提供一个 lose 脉冲用来计数。要求保留最高分数。这里要 求对按键与随机数的比较次数进行识别，一个随机数只能比较一次， 详见详细设计部分。 命数计算：通过分数计算模块说提供的 win 和 lose 信号进行计数，累计到 5，则实 现命数加减 1，要求当命数连续加 2 后输出一个 speed 信号， 此信号给