2015-2016学年第一学期
数字电路实验报告
实验名称：打地鼠实验
学院： 信息与通信工程学院 专业： 电子信息工程 班级： 班内序号： 学号： 姓名：
北京邮电大学
时间：2015年11月8日
一、设计课题的任务要求
1、 设计一个挑战反应速度的“打地鼠”游戏，采用用8×8 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。
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4×4 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。
二、系统设计
1.设计思路
用8*8双色点阵显示游戏界面，其中游戏边界使用6*6,红色LED灯表示地鼠出现，4*4键盘对应锤子，两个数码管显示游戏倒计时，两个数码管显示分数，当游戏成绩达到十分时游戏结束，点阵显示“V”，当游戏时间超过59秒而成绩未达到10分时，游戏失败，点阵实现“X”。 2. 总体框图 开始
开始倒计时 地鼠出现 是 是 倒计时结束 记分加一 锤子打中 否 记分达到十分 地鼠保持2秒 否 是
游戏成功 游戏失败 复位
3. 分块设计
分频模块 判断模块 键盘模块 控制模块 分数模块 到计时模块 地鼠模块 三、仿真波形及波形分析
因按照原程序仿真时间过长，所以将原程序所有分频统一调小1000倍，从而实现仿真中60ms等于实际过程中60s的效果，并在过程中人为设置按键，复位和暂停观察仿真结果。
3.1 数码管扫描
如图为键盘扫描波形。因为6个数码管的管脚连接在一起，无法使其同时显示不同的数字，所以需要对数码管进行扫描，使不同的数码管在不同的时间亮起，显示不同的数字，并通过人眼的视觉暂留效应实现数字的清晰显示。
3.2 键盘扫描
如图为键盘扫描波形。tempclk3（1000Hz）每发生一次，kbrow的一位变为低电平，其余三位为高电平，表示扫描该行，并记录此时数值。当kbrow的高位到低位依次变为低电平，表示进行了一次完整的扫描。
3.3 点阵扫描
如图为点阵扫描波形。Tempclk4（500Hz）每发生一次，row的一位变为低电平，其余七位为高电平，表示扫描该行，。当row的高位到低位依次变为低电平，表示进行了一次完整的扫描。
3.4 田地边界
如图为田地边界的显示（绿色LED灯）。此处稍作说明的是，此程序中的边界与课题要求中稍有不同，占据点阵正中央的6*6边界，完全对称。
3.5 地鼠出现
如图为地鼠出现模块波形。可以看到，当未按下或正确按下按键时，colr（红色LED灯）波形2s变化一次，即地鼠2s变化出现。当正确按下按键，波形立刻变化，即地鼠立刻变换位置。
3.6 暂停
如图为按下暂停键之后的波形。可以看到，点阵（colg和colr）不再亮起。程序暂停。
3.7 复位
如图为按下复位键之后波形。可以看到，colr的波形按照初始时刻波形重新变化，表示游戏重新开始。
四、源程序
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all;
----------------------------------------------------- entity dadishu is port( clk: in std_logic; rst: in std_logic; ------------------------------------------------------------- kbrow: in std_logic_vector(3 downto 0); kbcol:out std_logic_vector(3 downto 0); ---键盘 --------------------------------------------------------- row: out std_logic_vector(7 downto 0); colg: out std_logic_vector(7 downto 0); colr: out std_logic_vector(7 downto 0); -------------------------------------------------------- shumaguan:out std_logic_vector(6 downto 0); catout: out std_logic_vector(5 downto 0) ;----数码管 --------------------------------------------------------------------