【正文】 TABLELIGHT=00000。 WHEN OTHERS=TABLELIGHT=00000。 WHEN 3=TABLELIGHT=00010。 WHEN 1=TABLELIGHT=01000。 END PROCESS。 WHEN OTHERS= END CASE。139。139。 B方加1分 STATE=WAITSTATE。 回到等待開球狀態(tài) WHEN BSCORE= 如果B勝 INCREASEB=39。139。 END IF。 判為B勝 ELSE TABLESTATE=TABLESTATE1。 向B移動 END IF。THEN 如果檢測A方擊球 IF TABLESTATE=2 THEN 若未過網(wǎng)提前擊球 STATE=BSCORE。 WHEN BTOA= 球從B向A移動的過程 IF HITA=39。 判為A勝 ELSE TABLESTATE=TABLESTATE+1。 判為A勝 ELSE STATE=BTOA。139。 END IF。 END IF。 球從B向A方移動 TABLESTATE=4。139。 球從A向B方移動 TABLESTATE=0。139。 IF((SCOREA =21 ) OR （SCOREB=21）)THEN如果一方先得到21分STATE=FINALRESULT。 INCREASEB=39。 INCREASEA=39。 CASE STATE IS WHEN WAITSTATE= CLEAR=39。BWIN=39。 記分器清零 AWIN=39。 進入等待狀態(tài) CLEAR=39。139。SIGNAL TABLESTATE: INTEGER RANGE 0 TO 4。END。 TABLELIGHT: OUT STD_LOGIC_VECTOR (0 TO 4)。SCOREA, SCOREB: IN INTEGER RANGE 0 TO 21。 RESET: IN STD_LOGIC。USE 。此時時鐘決定了球移動的速度， 可根據(jù)實際需要調(diào)整。其中SCOREAL[3..0]、SCOREAH[3..0]、SCOREBL[3..0]、SCOREBH[3..0]用七段BCD碼譯碼器顯示得分情況，而SCOREA、SCOREB用二進制進行加分，由記分器反饋回來。圖7 狀態(tài)機符號在本設(shè)計中，狀態(tài)機用兩個信號表示狀態(tài)：STATE表示當前狀態(tài)， TABLESTATE表示下一個狀態(tài)。狀態(tài)機屬于時序電路范疇，實現(xiàn)一個控制功能更為方便，并提高了控制速度[10]。表1 狀態(tài)機的6種狀態(tài)及含義狀 態(tài)含 義WAITSTATE等待狀態(tài)，等待A或B方開球ATOB球從A向B方移動BTOA 球從B向A方移動ASCOREA得一分BSCOREB得一分FINALRESULT比賽結(jié)束(最終判分)，在此狀態(tài)下需要按復(fù)位鍵，才能開始下一輪比賽結(jié)合表1，從圖6中很清楚地看出乒乓游戲機比賽過程中球的移動情況，及加分方法，還可以初步了解到本狀態(tài)機設(shè)計的基本思路。END。END IF。END IF。 ELSE COUNTER=COUNTER+1。 當鍵值保持31個時鐘周期不變時 NUMOUT=NUMIN。 記錄此鍵值 COUNTER= ‘0’。 此無效值務(wù)必隨實際情況改變 START = ‘1’。BEGINPROCESS (CLOCK)BEGINIF RISING_EDGE (CLOCK) THEN IF START=‘0’THEN 上電后立即對輸出的鍵值賦予無效值TEMPNUM=15。SIGNAL COUNTER: INTEGER RANGE 0 TO 31。END。NUMIN: IN INTEGER RANGE 0 TO 15。下面是基于計數(shù)法的防抖電路程序：LIBRARY IEEE。防抖電路有很多種，最簡單、最容易理解的就是計數(shù)法。鍵盤的按鍵閉合與釋放瞬間，輸入的信號會有毛刺。值得注意的是，本程序是組合邏輯電路，PROCESS的敏感信號參數(shù)表中一定要有NUM；否則編譯時會提示如下出錯信息：“Else Clause following a Clock edge must hold the state of signal ‘Display’”。END PROCESS。 ELSE DISPLAY=”0000000”。 WHEN OTHERS=DISPLAY=”0000000”。 WHEN 7=DISPLAY=”1110000”。WHEN 5=DISPLAY=”1011011”。 WHEN 3=DISPLAY=”1111001”。 WHEN 1=DISPLAY=”0110000”。END。NUM: IN INTEGER RANGE 0 TO 15。USE 。用選擇信號賦值語句描述，將綜合成組合邏輯電路。例如當LED7S輸出為“1101101” 時，數(shù)碼管的7個段：g、f、e、d、c、b、a分別接0、0、1，接有高電平的段發(fā)亮，于是數(shù)碼管顯示“5”。簡而言之，對共陰極來說，公共引腳要接地，想要點亮某段數(shù)碼管，就在相應(yīng)的引腳加上高電平；對共陰極來說剛好相反，公共引腳提高電平，想要點亮某段數(shù)碼管，就在相應(yīng)的引腳加上低電平[9]。圖3 系統(tǒng)邏輯分框圖七段數(shù)碼是純組合電路，通常的小規(guī)模專用IC，如74或4000系列的器件只能作十進制BCD碼譯碼，然而數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理和運算都是2進制的，所以輸出表達都是16進制的，為了滿足16進制數(shù)的譯碼顯示，最方便的方法就是利用VHDL譯碼程序在FPGA或CPLD中實現(xiàn)。本設(shè)計由譯碼顯示器、按鍵去抖、狀態(tài)機/球臺控制器和記分器等部分所組成。然后重新發(fā)球，比賽繼續(xù)進行。當球過網(wǎng)后按設(shè)計者規(guī)定的球位，乙方就可以擊球。甲乙二人按乒乓球比賽規(guī)則來操作開關(guān)。圖2 乒乓游戲機的組成示意圖本設(shè)計中的乒乓游戲機是由5個發(fā)光二極管代表乒乓球臺，中間的發(fā)光二極管兼作球網(wǎng)，用點亮的發(fā)光二極管按一定方向移動來表示球的運動。雖然流程圖中未標出從此步“往回走”的箭頭，但事實上，實際的結(jié)果有可能與仿真結(jié)果有差異（可能是設(shè)計時未考慮到外部硬件的實際情況；也可能是由于仿真時測試的條件不夠多，沒有發(fā)現(xiàn)其中隱藏的錯誤），這時，必須回頭重新找出問題所在。如果仿真結(jié)果達不到設(shè)計要求，就需要修改VHDL源代碼或選擇不同的目標器件，甚至要重構(gòu)整個系統(tǒng)，圖1就是所設(shè)計者極力避免出現(xiàn)的情況。（7）時序仿真（Timing Simulation）：根據(jù)適配后的仿真模型，可以進行時序仿真。（6）適配（Fitting）：利用適配器將綜合后的網(wǎng)表文件針對某一具體的目標器件進行邏輯映射操作，包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優(yōu)化、布局布線等。（5）綜合（Synthesis）：利用綜合器對VHDL代碼進行綜合優(yōu)化處理，生成門級描述的網(wǎng)表文件，這是將VHDL語言描述轉(zhuǎn)化為硬件電路的關(guān)鍵步驟。（4）功能仿真（Functional Simulation）：VHDL仿真器允許定義輸入并應(yīng)用到設(shè)計中，不必生成實際電路就可以觀察輸出。如果VHDL語言有錯誤，編譯無法通過，則需要修改程序，即回到第（2）步。圖1 VHDL的設(shè)計流程圖（3）編譯（Compilation）：編譯器會對VHDL程序進行語法檢查，還會產(chǎn)生用于仿真的一些內(nèi)部信息。（2）編碼：寫出VHDL代碼，大多數(shù)集成開發(fā)環(huán)境（如MAX+plus2等）都集成了針對VHDL的編輯。這一流程圖基本可使用任何基本硬件描述語言的設(shè)計。正因為VHDL有如此多的特點和優(yōu)點，所以本設(shè)計運用VHDL進行乒乓球游戲機軟設(shè)計。正因為VHDL的硬件描述與具體的工藝技術(shù)和