電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告——基于fpga的vga游戲設(shè)計(jì)-wenkub
2022-11-18 18:23:33 本頁(yè)面
【正文】 Bird 類似 ， 小球 一直處于自由落體狀態(tài)并且同時(shí)向前移，每點(diǎn)擊一 次 小球 就 向上運(yùn)動(dòng)一段距離， 玩家 通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)使 小球不 掉落并且 不碰到各個(gè)障礙， 通過(guò) 一個(gè)障礙記一分。 Flappy bird 是近期在各大 智能手機(jī) 平臺(tái) 上 非常 流行的 一款 像素游戲， 界面 簡(jiǎn)單， 游戲 過(guò)程十分有趣， 算法 也容易實(shí)現(xiàn) 。 本次 課程設(shè)計(jì) 即是介紹如何 基于 FPGA 和 VGA 顯示 設(shè)計(jì) 一款 類似于 Flappy Bird 的 游戲 。 本游戲基于 FPGA 芯片 為硬件， 采用 Verilog HDL 語(yǔ)言編寫程序。 5 三 、 VGA顯示 模塊 設(shè)計(jì) ３ .1 VGA 顯示原理 VGA（ Video Graphics Array)，信號(hào)類型為模擬類型，顯示卡端的接口為15針母插座 .VGA( Video Graphics Array)作為一種標(biāo)準(zhǔn)的顯示接口得到了廣泛的應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)的 VGA 圖形模式 。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 VGA 顯示模式為 :640* 480* 16 色 *60Hz。由 VGA 顯示模塊產(chǎn)生的水平同步信號(hào)和垂直同步信號(hào)控制陰極射線管中的電子槍產(chǎn)生電子束，轟擊涂有熒光粉的屏幕， 產(chǎn)生 RGB 三基色，于顯示屏上合成一個(gè)彩色像素點(diǎn)。在光柵掃描方式下，電子束按照固定的路徑掃過(guò)整個(gè)屏幕，在掃描過(guò)程中通過(guò)電子束的通斷強(qiáng)弱來(lái)控制電子束所經(jīng)過(guò)的每個(gè)點(diǎn)是否顯示或顯示的顏色，電子槍在 VGA 顯示模塊產(chǎn)生的行同步、場(chǎng)同步等控制信號(hào)的作用下進(jìn)行包括水平掃描、水平回掃、垂直掃描、垂直回掃 等過(guò)程。 ３ .２ VGA 顯示 時(shí)序 VGA 時(shí)序控制模塊是 本設(shè)計(jì)的重要 部分，最終的輸出信號(hào)行、場(chǎng)同步信號(hào)必須嚴(yán)格按照 VGA 時(shí)序標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號(hào)。 Rgb 圖像 行消隱 下 行 圖 Hs Ta Tb Td Tg Tf 行消隱 行同步 7 ３ .３ VGA 顯示 模塊 電路實(shí)現(xiàn) 本模塊實(shí)現(xiàn)了 VGA圖像控制器，原理圖如圖所示。 Rgb 圖像 場(chǎng)消隱 下副圖 Vs Ta Tb Td Tg Tf 場(chǎng)消隱 場(chǎng)同步 VGA 行掃描、場(chǎng)掃描的時(shí)序圖 8 end else begin // if(H_ContH_TOTAL) if(H_ContH_TOTAL1) H_Cont = H_Cont+139。b0。 oVGA_VS = 1。 // Vertical Sync if(V_Cont==V_FRONT1) // Front porch end oVGA_VS = 139。 end end 9 四 、 PS/2 鼠標(biāo)接口模塊的設(shè)計(jì) ４ .１ PS/2 鼠標(biāo)通信 協(xié)議 ４ .１ .１ 引腳定義 如圖 即為 PS/2 鼠標(biāo)接口引腳 定義： PS/2接口連接器引腳定義 ４ .１ .２ PS/2 協(xié)議概述 PS/2 通信協(xié)議是一種雙向同步串行通信協(xié)議。一般兩設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)的最大時(shí)鐘頻率是 33kHz，大多數(shù) PS/2 設(shè)備工作在 1020kHz。數(shù)據(jù)在 PS/2時(shí)鐘的下降沿讀取， PS/2的時(shí)鐘頻率為 10— 。不過(guò)主機(jī)處理接收到的字節(jié)時(shí)一般會(huì)抑制發(fā)送 (主機(jī)在收到每個(gè)包時(shí)通常自動(dòng)做這個(gè) )。 設(shè)備應(yīng)該在不超過(guò) 10 毫秒的間隔內(nèi)就要檢查這個(gè)狀態(tài) 。 通信時(shí)序圖如圖 12，圖 13所示。 三字節(jié)數(shù)據(jù)包格式 字節(jié) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Byte1 Y溢出位 X溢出位 Y符號(hào)位 X符號(hào)位 Always1 中間 鍵 右按鍵 左按鍵 Byte2 X位移增量 Byte3 Y位移增量 Byte4 Always0 Always0 第 4鍵 第 5鍵 Z位移增量 Byte1中的 Bit0、 Bit Bit2分別表示左、右、中鍵的狀態(tài)，狀態(tài)值 0表示釋放 ,1表示按下。位移計(jì)數(shù)器可表示的值的范12 圍是 256~+255。同樣鼠標(biāo)在收到主機(jī)不是Resend(0xFE)命令外的其他命令計(jì)數(shù)器也會(huì)復(fù)位。可以接收 PS/2鼠標(biāo)發(fā)送過(guò)來(lái)的按鍵及位移信息，并轉(zhuǎn)換成并行信號(hào)輸出。如圖 21所示。 若 PS/2時(shí)鐘信號(hào)下降沿來(lái)臨時(shí)，數(shù)據(jù)線仍未高電平，則進(jìn)入 m2_error_no_ack狀態(tài)，此時(shí)握手失敗，系統(tǒng)將保持m2_error_no_ack狀態(tài)直道下一次復(fù)位。 input reset。 //PS/2 時(shí)鐘方向控制，高電平為輸出，低電平為輸入 output ps2_data_dir。 output [9:0] X。 reg right_button_r。 reg data_ready_r。 reg ps2_data_dir_r。 //看門狗狀態(tài)指示， SP2無(wú)時(shí)鐘脈沖超過(guò) 400US置位 wire timer_5us_done。 //PS/2 數(shù)據(jù)線 ,輸入口 wire ps2_clk_out。 //內(nèi)部寄存器 reg [`TOTAL_BITS1:0] q。 reg [3:0] m2_next_state。 //5uS計(jì)時(shí)器 reg ps2_clk_in_r。 //PS2 時(shí)鐘上升沿標(biāo)志 由狀態(tài)機(jī) M1產(chǎn)生輸出 reg falling_edge。 // 5uS計(jì)數(shù)值 parameter TIMER_5US_BITS = 8。b011, m1_clk_l = 339。
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