【正文】 O5/DATA2I/O4/DATA3I/O3/DATA4I/O2/DATA5I/O1/DATA6I/O0/DATA7I / O 4 5 / C L KU SRTCKI/O47/CSI/O46/nCSI/O49/nRSI/O48/nWSnCEOCONF_DONEn ST AT U SM SEL 1M SEL 0D AT A0D C L Kn C EI / O 7I / O 8I / O 9I / O 1 0I / O 1 1I / O 1 2nCONFIGIN2GCLK2IN3GNDINTI/O25I/O26I/O27I/O28I/O29I/O30I/O31I / O 3 9I / O 4 0I / O 4 1G N D I N TI N I T _ D O N EI / O 4 2 / R D Yn BSYI / O 4 3I / O 4 4GNDINTVCCINTVCCINTGNDINTVCCINTVCCINTG N D I N TVC C I N TALT ERA頂面圖EPF 1 0 K1 0 L C 8 4F L EX8 4 PI N PL C C 封裝74737271706968676665646362616059585756555453525150494847464544434241403938373635343332313029282726252423222112131415161718192011 109 8 7 6 5 4 3 2 184 83 82 81 80 79 78 77 76 75 圖 9 目標(biāo)芯片頂面圖 22 系統(tǒng)的編譯 、 綜合、適配 頂層文件元件連接 ，如圖 10 所示，模塊 STATEMACHINE1 是狀態(tài)機(jī) /球臺(tái)控制 ，當(dāng)復(fù)位鍵為低電平時(shí)，若 A 方 (STARTA)或 B 方 (STARTB)開(kāi)始發(fā)球，模塊 LIGHT 的發(fā)光二極管 L0、 L L L L4 在下降沿來(lái)臨時(shí) 正向或反向依次點(diǎn)亮 ，當(dāng)有方得分時(shí)，將啟動(dòng)加分信號(hào) INCREASEA、 INCREASEB，同時(shí)啟動(dòng)記分器模塊COUNTER1，加分情況將通過(guò)四個(gè)數(shù)碼管來(lái)顯示，并將其反饋回狀態(tài)機(jī)模塊，當(dāng)有一方先達(dá)到 21 時(shí)，其對(duì)應(yīng)的勝分標(biāo)志發(fā)光二極管將被點(diǎn)亮 。 首先通過(guò)選擇 “ MAX+PIUS II” → “ Compiler”菜單， 進(jìn)入編輯窗。在“ Pin”右邊的下拉欄中選擇芯片引腳號(hào)，然后按下“ Add”按鈕，就會(huì)在下面的子窗口出現(xiàn)引腳設(shè)定說(shuō)明語(yǔ)句，當(dāng)前的一個(gè)引腳設(shè)置就加到了列表中。按右上側(cè)的“ List”按鈕，左邊的列表框?qū)⒘⒓戳谐鏊锌梢赃x擇的信號(hào)結(jié)點(diǎn)，然后按中間的“ =”按鈕，將左邊列表框的結(jié)點(diǎn)全部選中到右邊的列表框。 （ 2）設(shè)置輸入信號(hào)波形：波形觀察左排按鈕是用于設(shè)置輸入信號(hào)的，使用時(shí)只要先用鼠標(biāo)在輸入波形上拖一個(gè)需要改變的黑色區(qū)域，然后單擊左排相應(yīng)按鈕即可。 按集成環(huán)境右邊的“縮小”按鈕，可以隨小波形顯示，以便在仿真時(shí)能夠?yàn)g覽波形全貌。仿真結(jié)果可以確認(rèn)設(shè)計(jì)正確。 25 表 3 的設(shè)計(jì)過(guò)程 設(shè)計(jì)實(shí)體 I/O標(biāo)記 設(shè)計(jì)實(shí)體 I/O 來(lái)源 /去向 插座序號(hào) 芯片可用資源序號(hào) 序號(hào) RESET 鍵 1 PIO0 I/O0 5 STARTA 鍵 4 PIO3 I/O3 8 HITA 鍵 5 PIO4 I/O4 9 STARTB 鍵 7 PI06 I/O6 11 HITB 鍵 8 PIO7 I/O7 16 AL0 數(shù)碼管 1 PIO16 I/O16 27 AL1 數(shù)碼管 1 PIO17 I/O17 28 AL2 數(shù)碼管 1 PIO18 I/O18 29 AL3 數(shù)碼管 1 PIO19 I/O19 30 AH0 數(shù)碼管 2 PIO20 I/O20 35 AH1 數(shù)碼管 2 PIO21 I/O21 36 AH2 數(shù)碼管 2 PIO22 I/O22 37 AH3 數(shù)碼管 2 PIO23 I/O23 38 BL0 數(shù)碼管 3 PIO24 I/O24 39 BL1 數(shù)碼管 3 PIO25 I/O25 47 BL2 數(shù)碼管 3 PIO26 I/O26 48 BL3 數(shù)碼管 3 PIO27 I/O27 49 BH0 數(shù)碼管 4 PIO28 I/O28 50 BH1 數(shù)碼管 4 PIO29 I/O29 51 BH2 數(shù)碼管 4 PIO30 I/O30 52 BH3 數(shù)碼管 4 PIO31 I/O31 53 L0 D1 PIO8 I/O8 17 L1 D2 PIO9 I/O9 18 L2 D3 PIO10 I/O10 19 L3 D4 PIO11 I/O11 21 L4 D5 PIO12 I/O12 22 AWIN BWIN D7 D8 PIO14 I/O14 24 PIO15 I/O15 25 26 續(xù)表 3 設(shè)計(jì)實(shí)體 I/O標(biāo)記 設(shè)計(jì)實(shí)體 I/O 來(lái)源 /去向 插座序號(hào) 芯片可用資源序號(hào) 序號(hào) CLK — CLOCK0 IN1 2 圖 11 仿真波形圖 系 統(tǒng)的編程 配置 編程器型號(hào)的選擇方法是啟動(dòng)“ Programmer”，選菜單“ Option”→“ Hardware Setup”，在“ Hardware Type”下拉 窗中選“ ByteBlaster(MV)”，按“ OK”即可 ?？蓪⑺O(shè)計(jì)的內(nèi)容下載到芯片中 。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)箱 GW48 模擬乒乓機(jī)，用發(fā)光二極管代表乒乓球臺(tái)，最中間的發(fā)光二極管作球網(wǎng)，用點(diǎn)亮的發(fā)光二極管按一定方向 移動(dòng)來(lái)表示球的運(yùn)動(dòng)，用按鈕設(shè)置發(fā)球和接球開(kāi)關(guān)。 29 參考文獻(xiàn) [1] 邊計(jì)年 .用 VHDL 設(shè)計(jì)電子線路 [M].北京：清華出版社 ， 2020： 2. [2] 黃任 .VHDL 入門(mén)?解惑?經(jīng)典 實(shí)例?經(jīng)驗(yàn)總結(jié) [M].北京：北京航天大學(xué)出版社， 2020:35， 115. [3] 尹常永 .EDA 技術(shù) /電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)講義 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020： 3. [4] 楊剛 .現(xiàn)代電子技術(shù) — VHDL 與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2020： 6. [5] 甘歷 .VHDL 應(yīng)用與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn) [M].北京：科學(xué)出版社， 2020： 4. [6] 侯伯亨 .VHDL硬件描述語(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì) [M].西安： 西安電子科技大學(xué)出版社， 1999： 27. [7] 潭會(huì)生， 張昌凡 .EDA技術(shù)及應(yīng)用 [M].西安 ：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020： 81， 233， 256. [8] 王振紅 .VHDL數(shù)字電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)踐教程 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020： 35， 37. [9] 李宜達(dá) .數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M].北京：科學(xué)出版社， 2020： 144. [10] 王振紅 ，張常年 .綜合電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020： 122. [11] 杭州康芯電子有限公司 .EDA技術(shù)實(shí)用教程 [M].北京：科學(xué)出版社， 2020： 17. [12] 朱正偉 .EDA技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020： 2125. 30 致謝 。實(shí)驗(yàn)箱有 8 個(gè)二極管， 本設(shè)計(jì)只用了 5 個(gè)發(fā)光當(dāng)乒乓球臺(tái)，還有 2 個(gè)當(dāng)勝出信號(hào)。 接下來(lái)就可以在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：按“模式選擇鍵”，使“模式指示”顯示“ 3”，該 27 模式電路 結(jié)構(gòu)圖如圖 12 所示 [8]，然后按動(dòng)“鍵 1” 、 “鍵 4” 、 “鍵 5” 、 “鍵 7” 、 “鍵 8”輸入相應(yīng)信號(hào)，如果結(jié)果和仿真結(jié)果不一樣，就要根據(jù)流程圖進(jìn)行檢查并修改，直至驗(yàn)證結(jié)果與仿真一致。 在將設(shè)計(jì)文件編程配置（對(duì)此 FPGA 下載稱為配置）進(jìn)硬件芯片前，需連接好硬件測(cè)試系統(tǒng) 。然后啟動(dòng)仿真操作，結(jié)束后可觀察仿真波形。 （ 3）運(yùn)行仿真器進(jìn)行仿真：選擇菜單“ MAX+PIUSⅡ ”→“ Simulator”， 按下“ Simulator”，出現(xiàn)仿真參數(shù)設(shè)置與仿真啟動(dòng)窗。 時(shí)鐘信號(hào)用鼠標(biāo)點(diǎn)時(shí)鐘信號(hào)的“ VALUE”區(qū)域，可以將時(shí)鐘信號(hào)選中 。其中有全部的輸入信號(hào) CLK、RESET、 STARTA、 HITA、 STARTB、 HITB，輸出信號(hào) L0、 L L L L AL0 、AL AL AL AH0、 AH AH AH BL0、 BL BL BL BH0、 BH BHBH AWIN、 BWIN。 23 圖 10 乒乓游戲機(jī)頂層文件連接圖 24 系統(tǒng)的有關(guān)仿真 （ 1）建立仿真波形文件：選擇菜單“ File”→ “ New”對(duì)話框 中選擇“ Waveform Editor file”，按“ OK”后將出現(xiàn)波形編輯器子窗口。選擇菜單“ Assign”→“ Device… ”在彈出的對(duì)話框中的“ Device Family”下拉欄中選擇“ FLEX10” ，然后在“ Devices”列表框中選擇芯片型號(hào)“ EPF10K10PLCC84”，按 “ OK” 。 (1)設(shè)置頂層文件：在編譯系統(tǒng)文件 之前，需要設(shè)置該文件為頂層文件 Project(工程文件 )。 (9)BL0、 BL BL BL3： 顯示 B 方 得分情況中個(gè)位上的分值 ， 對(duì)應(yīng)數(shù)碼管 3 分別對(duì)應(yīng)芯片引腳 3 4 4 49。 (5)L0、 L L L L4：代表乒乓球臺(tái)， L2 為球網(wǎng) ， 分別對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管的 D 21 D D D D5，分別對(duì)應(yīng)芯片引腳 1 1 1 2 22。對(duì)應(yīng)芯片引腳 2。其主系統(tǒng)板與芯片板都采用接插式結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)電路結(jié)構(gòu)自動(dòng)切換工作方式，含有可自動(dòng)切換的 12 種實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)模式。 END PROCESS。 END IF。 ELSIF SCOREBH=0010 THEN 若高位為 2 IF SCOREBL0001 THEN 如果低位小于 1 SCOREBL=SCOREBL+1。 THEN IF SCOREBH2 THEN 若高位小于 2 IF SCOREBL1001 THEN 如果低位小于 9 SCOREBL=SCOREBL+1。 END IF。 ELSIF SCOREAH= 0010 THEN 若高位為 2 IF SCOREAL0001 THEN 如果低位小于 1 SCOREAL=SCOREAL+1。 THEN A 方加 1 分 IF SCOREAH0010 THEN 若高位小于 2 IF SCOREAL1001 THEN 如果低位小于 9