【33页】毕业论文：基于FPGA的乒乓球游戏机设计.doc源文档全文在线看

语言具有强大的硬件描述能力语言具有多层次的电路设计描述功能，既可描述系统级电路，也可以描述门级电路描述方式既可以采用行为描述寄存器传输描述或者结构描述，也可以采用三者的混合描述方式。

同时，语言也支持惯性延迟和传输延迟，这样可以准确地建立硬件电路的模型。

语言的强大描述能力还体现在它具有丰富的数据类型。

语言既支持标准定义的数于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。

这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。

这切极大地改变了传统的数字系统设计方法设计过程和设计观念，促进了技术的迅速发展。

硬件描述语言概述是的缩写，即甚高速集成电路硬件描述语言，最初由美国国防部和公司联合开发，年成为标准，即标准俗称版。

公司联合开发，年成为标准，即标准俗称版。

主要用是的数字系统设计方法设计过程和设计观念，促进了技术的迅速发展。

硬件描述语言概述部分内容简介设计领域中，可编程逻辑器件如的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。

这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。

这切极大地改变了传统的数字系统设计方法设计过程和设计观念，促进了技术的迅速发展。

硬件描述语言概述是的缩写，即甚高速集成电路硬件描述语言，最初由美国国防部和公司联合开发，年成为标准，即标准俗称版。

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视部分，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概念是系统设计的基本点。

语言的特点语言能够成为标准化的硬件描述语言并获得广泛应用，它自身必然具有很多其他硬件描述语言所不具备的优点。

归纳起来，语言主要具有以下优点语言功能强大，设计方式多样语言具有强大的语言结构，只需采用简单明确的语言程序就可以描述十分复杂的硬件电路。

同时，它还具有多层次的电路设计描述功能。

此外，语言能够同时支持同步电路异步电路和随机电路的设计实现，这是其他硬件描述语言所不能比拟的。

语言设计方法灵活多样，既支持自顶向下的设计方式，也支持自底向上的设计方法既支持模块化设计方法，也支持层次化设计方法。

语言具有强大的硬件描述能力语言具有多层次的电路设计描述功能，既可描述系统级电路，也可以描述门级电路描述方式既可以采用行为描述寄存器传输描述或者结构描述，也可以采用三者的混合描述方式。

同时，语言也支持惯性延迟和传输延迟，这样可以准确地建立硬件电路的模型。

语言的强大描述能力还体现在它具有丰富的数据类型。

语言既支持标准定义的数据类型，也支持用户定义的数据类型，这样便会给硬件描述带来较大的自由度。

语言具有很强的移植能力语言很强的移植能力主要体现在对于同个硬件电路的语言描述，它可以从个模拟器移植到另个模拟器上从个综合器移植到另个综合器上或者从个工作平台移植到另个工作平台上去执行。

语言的设计描述与器件无关采用语言描述硬件电路时，设计人员并不需要首先考虑选择进行设计的器件。

这样做的好处是可以使设计人员集中精力进行电路设计的优化，而不需要考虑其他的问题。

当硬件电路的设计描述完成以后，语言允许采用多种不同的器件结构来实现。

语言程序易于共享和复用语言采用基于库的设计方法。

在设计过程中，设计人员可以建立各种可再次利用的模块，个大规模的硬件电路的设计不可能从门级电路开始步步地进行设计，而是些模块的累加。

这些模块可以预先设计或者使用以前设计中的存档模块，将这些模块存放在库中，就可以在以后的设计中进行复用。

基于的自顶向下设计在电子设计领域，自顶向下的设计方法只有在技术得到快速发展和成熟应用的今天才成为可能。

自顶向下设计方法的有效应用必须基于功能强大的工具，具备集系统描述行为描述和结构描述功能为体的硬件描述语言，以及先进的制造工艺和开发技术。

当今，自顶向下的设计方法已经是技术的首选设计方法，是或开发的主要设计手段。

自顶向下的设计方法使系统被分解为各个模块的集合之后，可以对设计的每个模块指派不同的工作小组，其在不同地点工作，分属不同的单位，最后将不同模块集成为个系统模型，并对其进行综合测试与评价。

自顶向下设计流程的框图说明如图所示图自顶向下的设计流程图开发软件概述是公司的综合性开发软件，支持原理图以及等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整设计流程。

支持的核，包含了宏功能模块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性加快了设计速度。

对第三方工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶段使用熟悉的第三方工具。

此外，通过和工具与相结合，可以方便地实现各种应用系统支持的片上可编程系统开发，集系统级设计嵌入式软件开发可编程逻辑设计于体，是种综合性的开发平台。

与之相比不仅仅是支持器件类型的波形观察左排按钮是用于设置输入信号的，使用时只要先用鼠标在输入波形上拖个需要改变的黑色区域，然后单击左排相应按钮即可。

将时钟信号选中，按集成环境左边上的时钟按钮，将出现时钟信号设置对话框，设置好时钟信号。

按集成环境右边的缩小按钮，可以随小波形显示，以便在仿真时能够浏览波形全貌。

根据需要将各输入信号进行设置，并保存。

运行仿真器进行仿真选择菜单，按下，出现仿真参数设置与仿真启动窗。

这时按下该窗口中的按钮，即进行仿真运算，当仿真结果显示表示仿真运算结束。

乒乓球运动轨迹图如图及甲乙击球波形图如图如图。

图乒乓球运动轨迹图甲击球波形图图乙击球运动轨迹系统的适配编程下载配置，就是对的内容进行编程的个过程。

在般的应用中，都是选择用的配置芯片配合完成配置过程。

在的产品中，可以根据在整个配置过程的角色，可以分为类主动方式被动方式方式。

在主动方式下以下简称，由板上的主动输出输出控制和同步信号给专用的种串行配置芯片如等，在配置芯片收到命令后，就把配置芯片数据发到，完成配置过程。

在被动方式下以下简称，由系统的其他设备发起并控制配置过程。

这些设备包括的配置芯片系列。

完全处于被动地位，只是简单的输出些状态信号配合配置过程。

接口是个业界标准，主要用于芯片测试等功能，使用联合边界扫描接口引脚，支持标准，可以使用下载电缆或主控器来完成。

在正常工作时，它的配置数据存储在中，加电时须重新下载。

在此实验系统中，使用的是配置方式，加电时无需重新下载。

在实用系统中，多数情况下必须由主动引导配置操作过程，这时将主动从外围专用存储芯片中获得配置数据，而此芯片中配置信息是用普通编程器将设计所得的格式的文件烧录进去。

编程模式下配置如图所示以及引脚分布图如图图引脚分布图图模式配置图本章小结本章主要介绍整个系统的编译仿真分配以及编程下载。

通过对系统的仿真编程下载，实现了系统的基本功能现象，达到了设计的要求。

结论本文乒乓球游戏机的设计是基于技术设计的乒乓球游戏机，利用最小系统作为设计基础，运用软件和硬件描述语言实现了乒乓球游戏机的功能。

在设计时用实验箱进行验证，目标芯片是公司系列的芯片，电路由状态机球台控制器记分牌译码显示电路按键去抖和乒乓球路径显示电路等模块组成，通过实验箱模拟乒乓球游戏机。

本次设计发挥了在智能化的应用，为应用技术的研究和学习奠定了实践基础。

通过本设计实验，对技术有了更深入的认识与了解。

通过几个月的努力，基本完成了毕业设计任务书所要求的内容，而且在实验箱上对大部分功能进行了仿真，取得了预期的结果，总之，通过自己的努力以及同学和老师的帮助，圆满的完成了本次设计任务。

参考文献边计年用设计电子线路北京清华出版社，黄任入门•解惑•经典实例•经验总结北京北京航天大学出版社尹常永技术电子设计实验讲义西安西安电子科技大学出版社，杨刚现代电子技术与数字系统设计北京电子工业出版社，甘历应用与开发实验北京科学出版社，侯伯亨硬件描述语言与数字逻辑电路设计西安西安电子科技大学出版社，潭会生，张昌凡技术及应用西安西安电子科技大学出版社，王振红数字电路设计与应用实践教程北京机械工业出版社李宜达数字逻辑电路设计与实现北京科学出版社，王振红，张常年综合电子设计与实践北京清华大学出版社，杭州康芯电子有限公司技术实用教程北京科学出版社，朱正伟技术及应用北京清华大学出版社，致谢本次设计是在指导老师吴强的指导下完成的。

在设计的过程中，吴老师给予了我许多指导，是他带我进入世界，仅仅几次课让我们认知了的世界，这是我这次设计能成功的些因素，并提供了很多与该设计相关的重要信息，培养了我们对该设计的兴趣，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，另外，在设计过程中，我更深刻的了解到电子信息工程是门很精深的课程，它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。

附件硬件实物图附件源程序代码实体部分是记分牌清零信号控制游戏是否开始发球信号击球键发光二极管的输出信号，为输入输出类型，作为分频后的信号，供给数码管扫描和发光二极管点亮使用，构造体部分状态机的七个状态代表个二极管的发光状态调用按键去抖，