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1、数字电路与逻辑设计实验报告打地鼠游戏的设计与实现学院：信息与通信工程学院班级：2013211117 姓名：李昊然 学号：2013210486 序号：02 课题：打地鼠 一课题的任务要求基本要求：1、 设计一个挑战反应速度的“打地鼠”游戏，采用用88 双色点阵显示游戏界面，其中游戏边界采用绿色LED 显示，随机出现的地鼠采用红色LED 显示，游戏有16 个洞穴，如图1 所示。图1 打地鼠游戏示意图2、 游戏洞穴每次随机出现一个地鼠，每个地鼠的最长保持时间为2 秒，2 秒后随机出现下一个地鼠。以44 键盘的按键代表锤子，16 个洞穴与16 个按键一一对应，一旦锤子在2 秒内击中地鼠，地鼠消失，数码
2、管计分器分数加1 分；若锤子一直没有击中地鼠，2 秒后该地鼠消失。用两个数码管显示游戏成绩，当游戏成绩达到10 分时游戏结束，点阵显示字符“V ”。3、 用两个数码管对整个游戏进行倒计时，当游戏时间超过59 秒而成绩未达到10 分时，游戏失败，点阵显示字符“X ”。4、 按复位键重新开始游戏，并开始倒计时。提高要求：1、 增加游戏难关，在边界内每次随机出现两个地鼠，两个地鼠的最长保持时间均为2秒，2 秒后随机出现下两个地鼠，锤子击中一个地鼠加1 分，当游戏成绩达到20 分而且游戏时间未超过59 秒时，游戏结束，显示字符“V ”，否则显示字符“X ”。2、 自拟其他功能。二系统设计（一）设计思路
3、程序采用自顶向下设计的思路，先将主程序启动，然后依次进行多级分频，并逐个执行子程序，主程序为点阵中显示边框背景及随机出现地鼠，子程序包括数码管计分和计时部分、时钟部分、键盘部分以及逻辑判断部分等。（二）总体框图开始生成边框生成随机位置地鼠打地鼠2s 内击中地鼠60s 是否到时加 1 分积分是否达到 10 分赢输结束是是否否（三）分块设计1. 输入部分：外部时钟信号 CLK 频率为 25MHz，为程序提供初始的有效时钟边沿。复位信号输入 CLEAR 为高电平有效，当 CLEAR 为 1 时，数码管、点阵、计数器等都返回到初始状态。键盘输入值由两个四位二进制数分别表示行和列的状态。2. 逻辑判断模
4、块：通过检测键盘返回值是否与点阵上出现地鼠的位置相对应，判断“打”是否有效。通过 60s 倒计时的计数器是否为 0 判断游戏是否到时。通过一个模为 10 的计数器判断得分是否达到游戏要求。3输出部分：由译码电路，根据 SEG_SELECT 信号的扫描、对 SEG_SHOW 赋予不同的值，实现在四个数码管上分别显示两位 60s 倒计时和两位计分。点阵根据 LED_ROW 的扫描、和 LED_COL_G、LED_COL_R 的值显示游戏的边框、地鼠出现的位置以及结束画面，利用人眼的视觉延缓效应，当行扫描时钟信号 clk 的频率50Hz，可以达到六行点阵同时显示的效果。 4.键盘输入部分：以 1k
5、Hz 的频率进行列扫描，将键盘检测到的行和列的二进制数KEY_COL 和 KEY_ROW 组合起来，赋值给一个四位二进制数 CODE，记录按键的位置，方便与地鼠在点阵上的位置相比较。三仿真波形及波形分析1.分频由波形可知，对输入时钟信号clk进行了4倍分频2.绿色灯示边框在行数为1和6时，每列都亮，在行数为2、3、4、5时，亮第1和第6列，从而形成一个6*6的边框。3.随机出现地鼠地鼠可能出现在随机的行和列当lose信号为1时，点阵显示4. 数码管会在第一个到第四个之间来回扫描5.给键盘行值赋予一个随机值，程序进行列扫描，当键盘输入值与点阵值相对应时，积分信号score会+1，由于是随机赋值，
6、所以恰好碰上的概率较小，加分的时间较长四源程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY dds ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC; -输入时钟LED_ROW:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -点阵行LED_COL_G:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -点阵列 绿色LED_COL_R:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -点阵列 红色SEG_SELECT:OUT
7、STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);-数码管位置扫描SEG_SHOW:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); -数码管显示 KEY_COL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -键盘列KEY_ROW:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -键盘行CLEAR:IN STD_LOGIC; -复位信号LIGHT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) -输出 灯);END dds;ARCHITECTURE a OF dds ISSIGNAL TEMP_LED_ROW
8、: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -DIAN ZHENSIGNAL TEMP_LED_COLG: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SIGNAL TEMP_LED_COLR: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SIGNAL TEMP_SEG_SELECT: STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0):=011111; -SHU MA GUANSIGNAL TEMP_SEG1: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SIGNAL TEMP_SEG2: STD_LOGIC_VECTOR(
9、6 DOWNTO 0);SIGNAL TEMP_SEG3: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SIGNAL TEMP_SEG4: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SIGNAL RANDOM: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -SUIJISHUSIGNAL TEMP_RANDOM: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL DIV_1K: INTEGER RANGE 0 TO 12499; -FEN PIN 0.001SSIGNAL DIV_1S: INTEGER RANGE 0 TO 4
10、99; -FEN PIN 1SSIGNAL DIV_2S: INTEGER RANGE 0 TO 999; -FEN PIN 2SSIGNAL DIV_R: INTEGER RANGE 0 TO 998; -FEN PIN SUI JI SIGNAL TEMP_10: INTEGER RANGE 0 TO 9; -DAO JI SHI SHI WEISIGNAL CLK_1K: STD_LOGIC; -SHI ZHONGSIGNAL CLK_1S: STD_LOGIC;SIGNAL CLK_2S: STD_LOGIC;SIGNAL CLK_R: STD_LOGIC;-SIGNAL CLKTEM
11、P: STD_LOGIC;SIGNAL TEMP_KEY_COL:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); -JIAN PANSIGNAL TEMP_KEY_ROW:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL CODE: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL TEMP_LIGHT:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); SIGNAL POKE:INTEGER RANGE 0 TO 1; -DA DI SHUSIGNAL POKE_FLAG:INTEGER RANGE 0 TO 1:=0; -DA
12、 BIAO ZHI WEISIGNAL SCORE :INTEGER RANGE 0 TO 10; -DE FEN SIGNAL SCORE_FLAG: INTEGER RANGE 0 TO 1; -DE FEN BIAO ZHI WEISIGNAL COUNTDOWN_60:INTEGER RANGE 0 TO 60; -60S DAO JI SHISIGNAL WIN :INTEGER RANGE 0 TO 1; -YINGSIGNAL LOSE :INTEGER RANGE 0 TO 1; -SHU SIGNAL CLEAR_TEMP: STD_LOGIC; -FU WEIBEGINP1
13、:PROCESS (CLK) -DIV 0.001 SBEGINIF CLKEVENT AND CLK = 1 THEN IF DIV_1K =12499 THEN -计数12500次DIV_1K RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM RANDOM IF TEMP_LED_ROW = 10111111 THEN TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = 10111111 THEN TEMP_LED_CO
14、LR IF TEMP_LED_ROW = 10111111 THEN TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = 10111111 THEN TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = 11011111 THEN TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = 11011111 THEN TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = 11011111 THEN TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = 11011111 THEN TEMP_LED_COLR IF TEMP_LED_ROW = 11101111 THEN TEMP_LED
