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基于FPGA的乒乓球游戲的設(shè)計與實現(xiàn)

作者: 時間:2012-02-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

40.jpg0引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/190719.htm

(FieldProgrammableGateArray),現(xiàn)場可編程門陣列。它是繼PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的成果。它作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。作為一種可編程器件,與傳統(tǒng)的數(shù)字電路和門電路相比,它采用邏輯單元陣列的模式,內(nèi)部包含有可配置邏輯模塊、輸出輸入模塊和內(nèi)部連線三個部分。通過硬件描述語言(如VHDL語言)完成的電路設(shè)計,可以通過綜合與布局,快速燒錄至芯片上進(jìn)行測試。

SOPC(SystemOnProgrammableChip),可編程片上系統(tǒng)。它是用可編程邏輯技術(shù)把整個系統(tǒng)放到一塊硅片上,用于從事嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)研究和電子測量處理等領(lǐng)域。SOPC是一種特殊的嵌入式系統(tǒng),它既是片上系統(tǒng)(SOC),即由單個芯片完成整個系統(tǒng)的主要邏輯功能,但它又不是簡單的SOC,也是可編程系統(tǒng),具有靈活的設(shè)計方式,可裁剪、可擴充、可升級,并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能。

1乒乓球游戲玩法介紹

將雙通道示波器作為顯示屏。將兩路信號輸入示波器中,讓示波器工作在X/Y模式。

單片機實驗板上的兩個按鈕作為控制鍵分別用于左擊球和右擊球,當(dāng)小球接近屏幕左邊時按下左擊球可將球擊回右側(cè),右側(cè)擊球亦然。小球可以按照一定的拋物線軌跡自動在屏幕上左右運動,連續(xù)按下兩次擊球鍵能夠擊出高拋球,使球飛行距離增高。當(dāng)球接觸到屏幕邊沿而未按下?lián)羟蜴I則被判定為輸球。

2實驗器件

CycloneIII(EP3C10E144C8)FPGA實驗板,單片機P89V51實驗板(含按鍵顯示屏等),電阻導(dǎo)線若干。

Altera公司生產(chǎn)的CycloneIIIFPGA芯片具有低功耗、低成本和高性能等特點。其體系結(jié)構(gòu)包括高達(dá)120K的垂直排列邏輯單元(LE)、以9-Kbit(M9K)模塊構(gòu)成的4Mbits嵌入式存儲器、200個18x18的嵌入式乘法器。利用TSMC的65nm低功耗(LP)工藝,CycloneⅢFPGA芯片提供豐富的邏輯、存儲器和DSP功能,功耗更低。在可編程邏輯發(fā)展歷史中,CycloneIIIFPGA比其他低成本FPGA系列能夠支持實現(xiàn)更多的應(yīng)用。

3實驗原理及模塊詳解

用方波發(fā)生器生成兩個占空比可變的方波,方波經(jīng)過低通濾波器生成兩個通道的直流信號用于控制小球在X軸和Y軸的位置。通過改變方波占空比從而改變直流信號的值。用SOPC與單片機通訊實現(xiàn)按鍵對小球運動的控制。

36.jpg

3.1方波發(fā)生器生成原理

VHDL語言編寫的方波產(chǎn)生tennis模塊代碼的關(guān)鍵部分:

37.jpg


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關(guān)鍵詞: FPGA

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