【正文】 語言功能性強 ， 覆蓋面大 ，靈活性高 ， 具有很好的實用性 [2]。 目前 ， VHDL 已成為許多設計自動化工具普遍采用的標準化硬件描述語言 ， 掌握 VHDL 語言 ， 用 VHDL 語言設計電子線路 ， 是電子線路設計者必須掌握的基本技能。 GW48。通過對 各部分編寫 VHDL 程序，然后進行編譯、仿真、邏輯綜合、邏輯適配，最后進行編程下載，并且通過 GW48 型 EDA 實驗箱的驗證 ， 實現(xiàn)乒乓游戲機的基本功能 。 VHDL 語言功能性強 ， 覆蓋面廣 ， 靈活性高 ， 具有很好的實用性 。 I 畢 業(yè) 論 文（設 計） 題 目 基于 VHDL 的乒乓球游戲機的設計 英文題目 Design of table tennis game based on VHDL 院 系 專 業(yè) 姓 名 年 級 指導教師 2021 年 4 月 基于 VHDL的乒乓球游戲機設計 II 摘 要 VHDL 是甚高速集成電路硬件描述語言。 目前， VHDL 已成為許多設計自動化工具普遍采用的標準化硬件描述語言 。 本文設計一個基于 VHDL 的乒乓游戲機 ，乒乓游戲機 由狀態(tài)機、記分器、譯碼顯示器與按鍵去抖等部分所組成。 關鍵詞 ： VHDL； GW48； 乒乓游戲機 關鍵詞： 寫作規(guī)范；排版格式；大專畢業(yè)論文 III Design of table tennis game based on VHDL Abstract VHDL is high speed IC hardware describe language. VHDL already bees the language of normalizing hardware describe that a lot of design automation implement adopts monly at present. The VHDL language function is strong. The face covering is broad, flexibility high and have the very good pragmatism. One main body of the book is designed waits for what part group is acplished owing to that VHDL table tennis game machine, table tennis game machine go to tremble from state machine, marker, decoding display and button. By piling and posing VHDL procedure to every part, then piling, simulate, logic synthesis, logic fitting. Carry out programming time be loaded with finally. Then verification and by GW48 type EDA experiment box, realize table tennis game machine’s fundamental function. Key words: VHDL。 Table tennis game machine基于 VHDL的乒乓球游戲機設計 IV 目 錄 摘 要 .......................................................................................................................................... II Abstract .....................................................................................................................................III 引 言 .................................................................................................................................... 1 1． VHDL 簡介 .......................................................................................................................... 2 的特點及優(yōu)點 ............................................................................................... 2 設計流圖 .................................................................................................................. 3 2．模塊設計 .............................................................................................................................. 6 七段 數(shù)碼管顯示譯碼器 .......................................................................................... 7 按鍵去抖電路 ........................................................................................................ 10 狀態(tài)機設計 ............................................................................................................ 11 狀態(tài)機的 6 種 狀態(tài)及狀態(tài)轉移 ..................................................................... 11 狀態(tài)機 /球臺控制程序 .................................................................................... 12 記分器設計 ............................................................................................................ 17 3．系統(tǒng)硬件測試 .................................................................................................................... 21 系統(tǒng)的主要性能和特點 ............................................................................. 21 目標芯片管腳圖 .......................................................................................... 21 系 統(tǒng)的編譯、綜合、適配 .................................................................................... 23 系統(tǒng)的有關仿真 .................................................................................................... 25 系 統(tǒng)的編程 配置 .................................................................................................... 28 參考文獻 .................................................................................................................................. 31 致謝 .......................................................................................................................................... 32 1 引 言 隨著社會的進步和工業(yè)技術的發(fā)展， 在電子線路設計領域中 ， 設計自動化工具已經逐步為設計者所接受 ， 成為主要的設計手段 。 VHDL 支持數(shù)字電路的開發(fā)環(huán)境， VHDL 也支持各種設計方法：自頂向下、自底向 上或混合的方法 [1]。 本文設計一個基于 VHDL 的乒乓游戲機 ， 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 。 本設計由譯碼顯示器 、 記分器 、 狀態(tài)機 /球臺控制器與按鍵去抖等部分組成 。 設計總體要求 ： 乒乓機能模擬乒乓球比賽的基本過程和規(guī)則 ， 并能自動裁判和記分 。 （ 2） 乒乓球的位置和移動方向由燈亮及依次點亮的方向決定 。球過網(wǎng)，接球方向即可擊球，提前擊球或沒擊球均判失分 。 基于 VHDL的乒乓球游戲機設計 2 1． VHDL 簡介 VHDL 是 Very high speed integrated circuit Hardware Description Language 的縮寫，即“甚高速集成電路硬件描述語言”，最初由美國 國防部和 INTER、 IBM、 TI 公司聯(lián)合開發(fā)， 1987 年成為 IEEE 標準，即 IEEE1076 標準（俗稱 87 版 VHDL） [1]。 1993 年， IEEE 對 VHDL 進行了修訂，公布了新的 VHDL 標準，即 IEEE10761 993 版（俗稱 93 版 VHDL） [3]。 （ 2） 系統(tǒng)硬件描述能力強 ： 可以同時支持“行為描述”、“數(shù)字流描述”和“結構描述” 3 種描述方式，并可混用 [5]。 這一特點使 VHDL 成為系統(tǒng)設計領域中最佳的硬件描述語言 。 另外 ， VHDL 強大的“行為描述”能力也使其十分適用于系統(tǒng)級仿真 。正因為 VHDL 的硬件描述與具體工藝無關 ， 因而其程序的硬件實現(xiàn)目標器件有廣闊的選擇范圍 ， 其中包括各種 CPLD、 FPGA 及 ASIC 等 。 強大的行為描述能力是避開具體的器件結構 ， 從邏輯 行為上描述和設計大規(guī)模電子系統(tǒng)的重要保證 。 3 （ 2） VHDL 具有豐富的仿真語句和庫函數(shù) ， 使得在任何大系統(tǒng)的設計早期 ， 就能查驗設計系統(tǒng)的功能可行性 ， 隨時可對系統(tǒng)進行仿真模擬 ， 使設計者對整個工程的結構和功能可行性做出判斷 。 高效 、 高速完成符號市 場需求的大規(guī)模系統(tǒng)設計必須有多人甚至多個開發(fā)組共同并行工作才能實現(xiàn) 。 （ 4） 用 VHDL 完成一個確定的設計 ， 可以利用 EDA 工具進行邏輯綜合和優(yōu)化 ，并自動把 VHDL 描述設計轉變成門級網(wǎng)表 (根據(jù)不同的芯片 )。 利用 EDA工具的邏輯優(yōu)化功能 ， 可以自動地把一個綜合后的設計變成一個更小 、 更高速的電路系統(tǒng) 。 （ 5） VHDL 對設計的描述具有相對獨立性 。 正因為 VHDL 的硬件描述與具體的工藝技術和硬件結構無關 ， 所以 VHDL 設計程序的硬件實現(xiàn)目標器件有廣闊的選擇范圍 ， 其中包括各種系列的 CPLD、 FPGA 及各種門陣列器件 。 正因為 VHDL 有如此多的特點和優(yōu)點，所以本設計運用 VHDL 進行乒乓球游戲機軟設計。 這一流程