编译和波形仿真图所示代表乙发球，由端口输出的高电平会驱动芯片以外的发光二极管使之点亮，这样就可以通过发光二极管模拟乒乓球的运动轨迹。可以看到，在甲该击球的时候没有击球，也就是在状态，允许甲击球状态的时候没有高电平输入，则算乙得分，由变到，的值随之变化，代表了二进制的，就是七段译码器显示，之后回到状态，等待发球状态。从最后行值的变化，可以清楚地分析状态转移。李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页图从开始依次递减计数，控制发光二极管亮暗的信号也随着的数值而变化，如图所示图图是在乙发球以后，甲子正确时刻击球的波形仿真图。甲在为状态，允许甲击球状态的时候击球了，在图上在此时刻出现高电平，看到转移了状态，球向乙移动状态当到了状态，允许乙击球状态乙没有击球，所以甲得分了，由变到，而七段译码器随之改变。李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页图图为上图的球的移动轨迹图图是仿真甲提早击球的情况，在不允许甲击球的状态下，即处于状态，球向甲移动状态时，输入逻辑，表示甲击球了，所以乙得分。李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页图图为上图的球的移动轨迹图李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页结束语在这个设计中，初步体现了状态机的中心控制作用。通过状态机进程传出的信号，驱动了发光二极管以及七段译码器等外围设备。状态机进程传出的信号，控制了发光二极管的状态，状态机进程传出的和信号，控制了七段译码器的显示。如果要用实际电路来实现乒乓球游戏机，就还要将设计下载到芯片中去，并且加上外围电路，这些外围电路包括七段译码器，按键，即便如此，上面的设计还是不够的，还存在两个问题，个是时钟频率问题，个是按键问题，但由于本人时间及能力有限，就没多加研究，深感遗憾。李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页致谢本次设计是在指导老师黄敏的指导下完成的。在设计的过程中，黄老师给予了指导，并提供了很多与该设计相关的重要信息，培养了我们对课程设计的兴趣，丰富了我们的知识。这都将非常有利于我们今后的学习和工作。在此表示衷心的感谢,在这里还要感谢位老师，很抱歉我不知道他的名字，他是带我们进入世界的人，仅仅两次课让我们了解的世界，这是我这次课程设计能成功的最主要原因，在这深深表示感谢。另外，在课程设计过程中，我更深刻的了解到计算机是门很精深的课程，同时也是个硬件与软件相通的课程，要想很好的学好它，还必须投入更多时间与热情。也了解到很多内容不是光看可不就能学到的，必李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页须高强度的提高动手能力，多去尝试。这些都对我以后的学习有很大的帮助。还有，班上同学同样给与我不少帮助，这里并表示感谢。李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页参考文献潘松，王国栋实用教程四川电子科技大学出版社，年，月李国洪，沈明山，胡辉可编程器件技术与实践北京机械工业出版社，年，月赵俊超集成电路设计教程北京希望电子出版社，年，月李宜达数字逻辑电路设计与实现北京科学出版社，年，月付家才工程实践技术北京工业出版社，年，月侯树文数字逻辑与设计北京中国水利水电出版社，年，月附录基于数字电子钟设计与实现源程序代码李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页顶层文件文件名为李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页态，第盏灯亮状态，第八盏灯亮状态，球向乙移动状态，球向甲移动状态，允许甲击球状态，允许乙击球状态。这是该程序中起作用的个状态。开始的时候处于等待发球状态，若甲发球则状态转移到第盏灯亮状态，若乙发球则转移到第八盏灯亮状态，具体说明以甲发球为例。若发球后乙没有提前击球规定球移动到对方第个发光二极管时允许击球，那么状态机从第盏灯亮状态转移到球向乙移动状态。若在球向乙移动状态乙仍然没有提前击球，状态就转移到允许乙击球状态，在此状态下，如果乙击球了，那么状态就转移到球向甲移动状态。在第盏灯亮状态，球向乙移动状态中，如果乙击球了，就算提前击球，这样甲得分，状态转移到等待发球状态等待发球。球向甲移动状态之后的过程和前面的过程只不过是甲乙角色的调换而已。状态转移规则都是样。图给出了乒乓游戏机的状态转移图。图乒乓球游戏机实体的设计设计该乒乓球游戏机的输入输出端口。首先考虑输入端口，般都应该设置个异步置位端口，用于在系统不正常时回到初始状态两个发球输入端和，逻辑分别表示甲方和乙方的发球两个击球输入端和，逻辑分别表示甲击球和乙击球个开始游戏按钮，处于逻辑表示可以游戏还得有个时钟输入端口。其次考虑输出端口，芯片应该有个输出端口来控制个发光二极管，输出逻辑第盏灯亮第盏灯亮第盏灯亮第盏灯亮第盏灯亮第盏灯亮第盏灯亮李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页即输出个高电平，可以使发光二极管点亮另外，要直观地表示双方的得分，就得用到七段译码器，每方用到个，可以表示的数字，每个七段译码器需要芯片的个输出端口来控制，总共需要个输出端口。实体的设计如下状态机编程实现状态机设置了个状态，分别是等待发球状态第盏灯亮状态第八盏灯亮状态球向乙移动状态球向甲移动状态允许甲击球状态和允许乙击球状态。状态，和代表的具体数值依次是到在波形模拟图中是用数值来表示状态的。乒乓球游戏机中有两个计数器和李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页构造体的设计构造体代码如下李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页该构造体紧跟在实体设计之后，这样就完成了数字乒乓游戏机的源程序编写。从构造体设计中可以看到，控制整个乒乓球游戏机运转的就是状态机进程，它对各个外围部分起控制作用。它是整个程序的核心，起到个中心控制器的作用。而外围的部分，比如分数显示，球的轨迹，都是通过状态机传出的信号来控制，这就是状态机的功能和作用。程序中的球的轨迹，即发光二极管的亮暗是通过状，分别记忆甲的得分和乙的得分个信号，用它的数值来控制状态机外个发光二极管的亮和暗，比如当时表示第个发光二极管亮，用发光二级管的轮流发光表示球的移动轨迹。输入状态机的信号有游戏开关信号，它是位二进制信号，数值为表示可以进入游戏信号，是个位二进制向量，表示甲发球两个二进制信号和分别表示甲乙是否击球，若数值为，表示击球，不为表示不击球。以下是状态机进程代码。李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页记分译码器的设计七段译码器是在数字电路设计中经常用到的显示电路。所谓七段译码器，其实是由段发光二极管组成的用于显示数字的器件。如图所示。图其中的飞奔为段发光二极管，通过控制每个发光二极管的亮和暗，可以分别显示十个数字。例如，和两段发光二极管亮，其他发光二极管暗，则表示数字,和五段发光二极管亮，其他发光二极管暗，则表示数字。七段译码器有个输入端，分别控制七段发光二极管。记分译码器由于记分需要显示出来，所以要使用七段译码器。而状态机中的记分是由位二进制码来表示的，即和以下程序就是实现从位二进制码转换成七段译码显示。和表示段，和表示段，以此类推，和表示段。这个记分译码器电路是针对乒乓球游戏机的特点进行的特别设计，采用的是全部列举的方法，代码如下李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页计算机辅助工程的概念发展而来的。技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言完成的设计文件，自动地完成逻辑编译化简分割综合及优化布局布线仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。典型的工具中必须包含两个特殊的软件包，即综合器和适配器。综合器的功能就是将设计者在平台上完成的针对个系统项目的原理图或状态图形描述，针对给定的硬件系统组件，进行编译优化转换和综合，最终获得我们欲实现功能的描述文件。综合器在工作前，必须给定所要实现的硬件结构参数，它的功能就是将软件描述与给定的硬件结构用定的方式联系起来。也就是说，综合器是软件描述与硬件实现的座桥梁。综合过程就是将电路的高级语言描述转换低级的可与目标器件相映射的网表文件。硬件描述语言是相对于般的计算机软件语言，如而言的。语言使用与设计硬件电子系统的计算机语言，它能描述电子系统的逻辑功能电路结构和连接方式。设计者可利用程序来描述所希望的电路系统，规定器件结构特征和电路的行为方式然后利用综合器和适配器将此程序编程能控制和内部结构，并实现相应逻辑功能的的门级或更底层的结构网表文件或下载文件。目前，就开发来说，比较常用和流行的主要有和。硬件描述语言的英文全名是,诞生于年。年底，被和美国国防部确认为标准硬件描述语言。自公布了的标准版本，简称版之后，各公司相继推出了自己的设计环境，或宣布自己的设计工具可以和接口。此后在电子设计领域得到了广泛的接受，并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。年，对进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展的内容，公布了新版本的，即标准的版本，简称版。现在，和作为的工业标准硬件描述语言，又得到众多公司的李园园基于的乒乓球游戏机设计第页共页支持，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为，在新的世纪中，与语言将承担起大部分的数字系统设计任务。主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，的语言形式和描述风格与句法是十分类似于般的计算机高级语言。的程序结构特点是将项工程设计，或称设计实体可以是个元件，个电路模块或个系统分成外部或称可是部分,及端口和内部或称不可视部分，既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对个设计实体定义了外部界面后，旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的