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基於FPGA的乒乓球遊戲設計 FPGA程序

FPGA(FieldProgrammableGateArray),現場可編程門陣列。它是繼PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進壹步發展的成果。它作為專用集成電路(ASIC)領域中的壹種半定制電路,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有限的缺點。作為壹種可編程器件,FPGA與傳統的數字電路和門電路相比,它采用邏輯單元陣列的模式,內部包含有可配置邏輯模塊、輸出輸入模塊和內部連線三個部分。通過硬件描述語言(如VHDL語言)完成的電路設計,可以通過綜合與布局,快速燒錄至FPGA芯片上進行測試。

SOPC(SystemOnProgrammableChip),可編程片上系統。它是用可編程邏輯技術把整個系統放到壹塊矽片上,用於從事嵌入式系統的系統研究和電子測量處理等領域。SOPC是壹種特殊的嵌入式系統,它既是片上系統(SOC),即由單個芯片完成整個系統的主要邏輯功能,但它又不是簡單的SOC,也是可編程系統,具有靈活的設計方式,可裁剪、可擴充、可升級,並具備軟硬件在系統可編程的功能。

1乒乓球遊戲玩法介紹

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於左擊球和右擊球,當小球接近屏幕左邊時按下左擊球可將球擊回右側,右側擊球亦然。小球可以按照壹定的拋物線軌跡自動在屏幕上左右運動,連續按下兩次擊球鍵能夠擊出高拋球,使球飛行距離增高。當球接觸到屏幕邊沿而未按下擊球鍵則被判定為輸球。

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),電阻導線若幹。

Altera公司生產的CycloneIIIFPGA芯片具有低功耗、低成本和高性能等特點。其體系結構包括高達120K的垂直排列邏輯單元(LE)、以9-Kbit(M9K)模塊構成的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。在可編程邏輯發展歷史中,CycloneIIIFPGA比其他低成本FPGA系列能夠支持實現更多的應用。

3實驗原理及模塊詳解

用方波發生器生成兩個占空比可變的方波,方波經過低通濾波器生成兩個通道的直流信號用於控制小球在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與單片機通訊實現按鍵對小球運動的控制。

附上出處鏈接:/app/eda/201202/107663.htm

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