1、<p>　　EDA技術課程設計任務書</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要5</b></p><p>　　一、 課程設計內容6</p><p>　　二、系統(tǒng)總體設計6</p><p>　　三、系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)7<

2、/p><p>　　1. 各模塊程序說明7</p><p>　　2.各模塊輸入輸出端口說明：18</p><p>　　2.引腳分配及下載過程：20</p><p>　　四、系統(tǒng)測試與結果分析：20</p><p>　　1. 源程序仿真波形結果20</p><p>　　2. 采樣編碼模塊仿真波

3、形結果21</p><p>　　3. 分頻模塊仿真波形結果21</p><p>　　4. 時鐘選擇模塊仿真波形結果21</p><p>　　5. 隨機數產生模塊仿真波形結果22</p><p>　　6. 匹配模塊仿真波形結果22</p><p><b>　　五、心得體會24</b>&l

4、t;/p><p><b>　　參考文獻25</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次按鍵游戲課程設計我們主要是應用VHDL語言程序設計，游戲參與者根據系統(tǒng)中的亮燈提示控制相應按鍵。對按鍵控制準確，說明參與者的身體越靈活，反應越快。整個系統(tǒng)劃分為：編碼模塊，分頻模塊，時鐘選擇模塊（即速度控制模

5、塊），隨機數產生模塊，比較匹配模塊（即得分模塊）等模塊，所有算法由軟件結合硬件電路來實現(xiàn)，利用描述語言VHDL，并通過XilinxFPGA 芯片實現(xiàn)。</p><p><b>　　課程設計內容</b></p><p>　　用8個燈作目標，與之對應有8個按鍵進行控制。每一次8個燈中隨機出現(xiàn)一個燈處于“亮”的狀態(tài)，在燈亮的時間內要求按到對應的按鍵，若按到則加1分，且燈熄滅

6、；否則失敗扣1分。 游戲分1-4四個難度級別，每個級別燈閃亮的速度不同，級別越高，速度越快，燈亮的時間越短。設定初始等級為1，連續(xù)成功按鍵5次加1等級，分數不清0，連續(xù)失敗5次減1等級， 等級為0時游戲結束。設有暫停/繼續(xù)和開始/停止功能。</p><p><b>　　二、系統(tǒng)總體設計</b></p><p><b>　　系統(tǒng)框圖與說明</b>&

7、lt;/p><p><b>　　各框圖說明：</b></p><p>　　①分頻模塊是將輸入的FPGA 的50MHz 的時鐘分頻為各種需要的時鐘。</p><p>　?、跁r鐘選擇模塊根據按鍵匹配的結果，選擇對應難度的時鐘，即選擇A,B,C,D 其中的一個，</p><p>　　然后控制其他的模塊。</p>&l

8、t;p>　?、垭S機數產生模塊使用的是m 序列，是基于線性反饋移位寄存器的原理實現(xiàn)的。本實驗中</p><p>　　使用的是8 級m 序列發(fā)生器，產生一個長度為255 個時鐘脈沖周期的二進制偽隨機序列。</p><p><b>　　其邏輯框圖如下：</b></p><p>　　取其中的三位(如后三位)通過3-8 譯碼器來點亮LED 燈。&l

9、t;/p><p>　?、懿蓸泳幋a模塊，將8 個輸入按鍵進行采樣，編碼成3 位數。</p><p>　?、萜ヅ淠K，是把用戶的按鍵輸入值與對應于亮燈的隨機數進行比較，如果相同則增加分數</p><p>　　值，不同則減少分數值。</p><p>　　三、系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)</p><p><b>　　各模塊程序說明

10、</b></p><p><b>　　1）頂層模塊</b></p><p>　　entity game is</p><p>　　port(clk50m:in std_logic;</p><p>　　k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8:in std_logic; </p><

11、p>　　start:in std_logic;</p><p>　　clear:in std_logic; </p><p>　　en:in STD_LOGIC; </p><p>　　win,lose:out std_logic; </p><p>　　led:out std_logic_vector(2 downto 0); <

12、;/p><p>　　Sel_selout:out std_logic;</p><p>　　Sel7s:out std_logic_vector(6 downto 0);</p><p>　　sound:out std_logic;</p><p>　　LCD_RS : out STD_LOGIC;</p><p>　　L

13、CD_RW : out STD_LOGIC;</p><p>　　LCD_EN : out STD_LOGIC;</p><p>　　data : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0)); </p><p><b>　　end game;</b></p><p>　　architecture

14、 Behavioral of game is</p><p>　　signal A,B,C,D,clk,clkout,clk4,clk500,clk6m:std_logic;</p><p>　　signal key:STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0);</p><p>　　signal mwin,mlose:std_logic;</p

15、><p>　　signal en_A,en_B,en_C,en_D: std_logic;</p><p>　　signal mled:std_logic_vector(2 downto 0);</p><p>　　signal score,highscore:STD_LOGIC_VECTOR(11 downto 0);</p><p>　　si

16、gnal life:STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);</p><p>　　--采樣編碼模塊聲明</p><p>　　component code</p><p>　　port(clk50m:in std_logic;</p><p>　　clk:in std_logic;</p><p>　

17、　start:in std_logic;</p><p>　　k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8:in std_logic;</p><p>　　key:out std_logic_vector(2 downto 0));</p><p>　　end component;</p><p><b>　　--分頻模塊聲明&l

18、t;/b></p><p>　　component divider</p><p>　　Port ( clk50m : in STD_LOGIC;</p><p>　　start:in STD_LOGIC;</p><p>　　A : out STD_LOGIC;</p><p>　　B : out STD_LO

19、GIC;</p><p>　　C: out STD_LOGIC;</p><p>　　D : out STD_LOGIC;</p><p>　　clk500:out STD_LOGIC;</p><p>　　clk4:out std_logic;</p><p>　　clk6m:out std_logic);</

20、p><p>　　end component;</p><p>　　--時鐘選擇模塊聲明</p><p>　　component clk_sel</p><p>　　port(clk50m:in std_logic;</p><p>　　start:in std_logic;</p><p>　　A,

21、B,C,D:in std_logic;</p><p>　　en_A,en_B,en_C,en_D:in std_logic;</p><p>　　leda,ledb,ledc,ledd:out std_logic;</p><p>　　clkout:out std_logic);</p><p>　　end component;</p

22、><p>　　--隨機數產生模塊聲明</p><p>　　component random</p><p>　　Port ( clk : in STD_LOGIC;</p><p>　　start:in STD_LOGIC;</p><p>　　en:in STD_LOGIC;</p><p>　　

23、led : out STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0));</p><p>　　end component;</p><p><b>　　--匹配模塊聲明</b></p><p>　　component compare</p><p>　　port( start:in std_logic;<

24、/p><p>　　clear:in std_logic;</p><p>　　en:in std_logic;</p><p>　　clk : in STD_LOGIC;</p><p>　　key : in STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0);</p><p>　　led : in STD_LOG

25、IC_VECTOR (2 downto 0);</p><p>　　win,lose:out STD_LOGIC;</p><p>　　en_A : out STD_LOGIC;</p><p>　　en_B : out STD_LOGIC;</p><p>　　en_C : out STD_LOGIC;</p><p&g

26、t;　　en_D : out STD_LOGIC;</p><p>　　highscore_out:out STD_LOGIC_VECTOR(11 downto 0);</p><p>　　score_out : out STD_LOGIC_VECTOR (11 downto 0);</p><p>　　life_out : out STD_LOGIC_VECTOR

27、 (7 downto 0));</p><p>　　end component;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　win<=mwin;</p><p>　　lose<=mlose;</p><p>　　led<=mled;</p>

28、<p>　　u0:code port map(clk50m,clkout,start,k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8,key);</p><p>　　u1:divider port map(clk50m,start,A,B,C,D,clk500,clk4,clk6m);</p><p>　　u2:clk_sel port map(clk50m,start,A,B

29、,C,D,en_A,en_B,en_C,en_D,leda,ledb,ledc,ledd,clkout);</p><p>　　u3:random port map(clkout,start,en,mled);</p><p>　　u4:compare port</p><p>　　map(start,clear,en,clkout,key,mled,mwin,ml

30、ose,en_A,en_B,en_C,en_D,highscore,score,life);</p><p>　　u5:music port map(clk6m,clk4,en_A,en_B,en_C,en_D,sound);</p><p>　　u6:lcd port</p><p>　　map(clk500,start,mwin,mlose,highscore,

31、score,life,LCD_RS,LCD_RW,LCD_EN,data);</p><p>　　end Behavioral;</p><p><b>　　采樣編碼模塊</b></p><p>　?。ú蓸泳幋a模塊，將8 個輸入按鍵進行采樣，編碼成3 位數。）</p><p>　　library ieee;</p&

32、gt;<p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　entity code is</p><p>　　port(clk50m:in std_logic; --50MHz 的輸入時鐘</p><p>　　clk:in std_logic; --時鐘選擇后得到的時鐘，即不同難度對應的時鐘</p>&

33、lt;p>　　start:in std_logic; --開始信號，高電平有效</p><p>　　k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8:in std_logic; --8 個輸入按鍵</p><p>　　key:out std_logic_vector(2 downto 0)); --按鍵編碼后得到的編碼</p><p><b>　　en

34、d code;</b></p><p>　　architecture Behavioral of code is</p><p>　　signal flag:std_logic; --標志位</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　process(clk50m,clk,start)

35、</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if start='0' then --初始時令flag=0</p><p>　　flag<='0';</p><p>　　elsif clk50m='1' then--用50MHz 的時鐘進行采樣

36、編碼，且在一個難度時鐘內只采樣編碼一次</p><p>　　if flag='0' then</p><p>　　if k8='1' then</p><p>　　key<="111";</p><p>　　flag<='1'; --flag=1 時表明已經采樣編

37、碼完畢</p><p>　　elsif k7='1' then</p><p>　　key<="110";</p><p>　　flag<='1';</p><p>　　elsif k6='1' then</p><p>　　key<

38、="101";</p><p>　　flag<='1';</p><p>　　elsif k5='1' then</p><p>　　key<="100";</p><p>　　flag<='1';</p><p>

39、;　　elsif k4='1' then</p><p>　　key<="011";</p><p>　　flag<='1';</p><p>　　elsif k3='1' then</p><p>　　key<="010";</p

40、><p>　　flag<='1';</p><p>　　elsif k2='1' then</p><p>　　key<="001";</p><p>　　flag<='1';</p><p>　　elsif k1='1'

41、 then</p><p>　　key<="000";</p><p>　　flag<='1';</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　els

42、if rising_edge(clk) then --在難度時鐘的上升沿將flag 置0，表明可進行采樣編碼</p><p>　　if flag='1' then</p><p>　　flag<='0';</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b

43、>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end Behavioral;</p><p><b>　　分頻模塊</b></p><p>　?。ǚ诸l模塊是將輸入的FPGA 的50MHz 的時鐘分頻為各種需要的時鐘。）</p><p&

44、gt;　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity game is</p><p>　　Port ( clk50m : in STD_LOGIC; --50MH

45、z 的輸入時鐘</p><p>　　start:in STD_LOGIC; --開始信號，高電平有效</p><p>　　A : out STD_LOGIC; --難度A 的周期為2.5 秒</p><p>　　B : out STD_LOGIC; --難度B 的周期為2.0 秒</p><p>　　C : out STD_LOGIC; --

46、難度C 的周期為1.5 秒</p><p>　　D : out STD_LOGIC; --難度D 的周期為1.0 秒</p><p>　　clk500:out STD_LOGIC; --clk500=500Hz</p><p>　　clk4:out std_logic; --clk=4Hz</p><p>　　clk6m:out std_lo

47、gic); --clk6m=6.25MHz</p><p><b>　　end game;</b></p><p>　　architecture Behavioral of game is</p><p>　　signal ma,mb,mc,md,m4,m500,m6m:std_logic:='0';</p>&l

48、t;p>　　signal cnt1:integer range 1 to 50000;</p><p>　　signal cnt2:integer range 1 to 6250000;</p><p>　　signal cnt3:integer range 1 to 2;</p><p>　　signal cnt4:integer range 1 to 5;

49、</p><p>　　signal cnt5:integer range 1 to 3;</p><p><b>　　begin</b></p><p><b>　　A<=ma;</b></p><p><b>　　B<=mb;</b></p><

50、;p><b>　　C<=mc;</b></p><p><b>　　D<=md;</b></p><p>　　clk500<=m500;</p><p>　　clk6m<=m6m;</p><p><b>　　clk4<=m4;</b><

51、;/p><p>　　process(clk50m)</p><p>　　variable n:integer range 1 to 5:=1;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if rising_edge(clk50m) then --50MHz8 分頻后得到6.25MHz 的信號clk6

52、m</p><p><b>　　n:=n+1;</b></p><p>　　if n=5 then</p><p>　　m6m<=not m6m;</p><p><b>　　n:=1;</b></p><p><b>　　end if;</b>&

53、lt;/p><p>　　if cnt1=50000 then --50MHz100000 分頻后得到500Hz 的信號clk500</p><p>　　m500<=not m500;</p><p><b>　　cnt1<=1;</b></p><p><b>　　else</b></

54、p><p>　　cnt1<=cnt1+1;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　if cnt2=6250000 then ----50MHz12500000 分頻后得到4Hz 的信號clk4</p><p>　　m4<=not m4;</p><p>&

55、lt;b>　　cnt2<=1;</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　cnt2<=cnt2+1;</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p

56、><p>　　end process;</p><p>　　process(start,m4,md)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if start='0' then --start=0 時初始化</p><p><b>　　ma<

57、='0';</b></p><p><b>　　mb<='0';</b></p><p><b>　　mc<='0';</b></p><p><b>　　md<='0';</b></p>&l

58、t;p><b>　　cnt3<=1;</b></p><p><b>　　cnt5<=1;</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　if rising_edge(m4) then --4Hz 時鐘4 分頻后得到1Hz</p><p

59、>　　if cnt3=2 then</p><p><b>　　cnt3<=1;</b></p><p>　　md<=not md;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　cnt3<=cnt3+1;</p><p><

60、b>　　end if;</b></p><p>　　if cnt4=5 then --4Hz 時鐘10 分頻后得到0.4Hz 時</p><p>　　ma<=not ma;</p><p><b>　　cnt4<=1;</b></p><p><b>　　else</b>

61、;</p><p>　　cnt4<=cnt4+1;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　if cnt5=3 then --4Hz 時鐘6 分頻后得到0.67Hz 時</p><p>　　mc<=not mc;</p><p><b>　　c

62、nt5<=1;</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　cnt5<=cnt5+1;</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p

63、>　　if rising_edge(md) then --1Hz 時鐘2 分頻后得到0.5Hz 的時</p><p>　　mb<=not mb;</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end proce

64、ss;</p><p>　　end Behavioral;</p><p><b>　　時鐘選擇模塊</b></p><p>　?。〞r鐘選擇模塊根據按鍵匹配的結果，選擇對應難度的時鐘，即選擇A,B,C,D 其 中的一個，然后控 制 其他的模塊。）</p><p>　　library ieee;</p>

65、<p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity clk_sel is</p><p>　　port(clk50m:in std_logic; --50MHz 的輸入時鐘</p><p>　

66、　start:in std_logic; --開始信號，高電平有效</p><p>　　A,B,C,D:in std_logic; --A,B,C,D 分別對應難度A，B，C，D 的時鐘</p><p>　　en_A,en_B,en_C,en_D:in std_logic;--en_A,en_B,en_C,en_D 分別為A，B，C，D 的使能信號</p><p>

67、　　led_selout:out std_logic;</p><p>　　led7s:out std_logic_vector(6 downto 0);--不同的難度用不同的LED 來指示</p><p>　　clkout:out std_logic); --不同的難度輸出對應的難度時鐘</p><p>　　end clk_sel;</p><

68、p>　　architecture Behavioral of clk_sel is</p><p>　　signal m:std_logic_vector(3 downto 0);</p><p>　　signal clk:std_logic:='0';</p><p><b>　　Begin</b></p>

69、<p>　　led_selout<='1';</p><p>　　m<=en_A&en_B&en_C&en_D;</p><p>　　clkout<=clk;</p><p>　　process(clk50m)</p><p><b>　　begin</b&

70、gt;</p><p>　　if start='0' then</p><p><b>　　clk<='0';</b></p><p>　　elsif rising_edge(clk50m) then</p><p>　　if m=8 then --當en_A='1'

71、時，時鐘對應為難度A 的時鐘，且指示難度A 的LED亮</p><p><b>　　clk<=A;</b></p><p>　　led7s<="1111001";</p><p>　　elsif m=4 then --當en_B='1'時，時鐘對應為難度B 的時鐘，且指示難度B 的LED 亮<

72、;/p><p><b>　　clk<=B;</b></p><p>　　led7s<="0100100";</p><p>　　elsif m=2 then --當en_C='1'時，時鐘對應為難度C 的時鐘，且指示難度C 的LED 亮</p><p><b>　　c

73、lk<=C;</b></p><p>　　led7s<="0110000";</p><p>　　elsif m=1 then --當en_D='1'時，時鐘對應為難度D 的時鐘，且指示難度D 的LED 亮</p><p><b>　　clk<=D;</b></p>

74、<p>　　led7s<="0011001";</p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　clk<='0';</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>

75、<b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end Behavioral;</p><p><b>　　隨機數產生模塊</b></p><p>　?。S機數產生模塊使用的是m 序列，是基于線性反饋移位寄存器的原理實現(xiàn)的。本實驗中使用的是8 級

76、 m 序列發(fā)生器，產生一個長度為255 個時鐘脈沖周期的二進制偽隨機序列。）</p><p>　　entity random is</p><p>　　Port ( clk : in STD_LOGIC; --難度時鐘</p><p>　　start:in STD_LOGIC; --開始信號，高電平有效</p><p>　　en:in ST

77、D_LOGIC; --暫停信號，en=0 時暫停</p><p>　　led : out STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0)); --產生的三位隨機數</p><p>　　end random;</p><p>　　architecture Behavioral of random is</p><p>　　signa

78、l m:std_logic_vector(7 downto 0):="10000000";</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　led<=m(2 downto 0);</p><p>　　process(clk,en,start)</p><p><b>

79、;　　begin</b></p><p>　　if start='0' then</p><p>　　m<="11000011";</p><p>　　elsif en='0' then</p><p><b>　　m<=m;</b></p

80、><p>　　elsif rising_edge(clk) then</p><p>　　m(7 downto 1)<=m(6 downto 0);</p><p>　　m(0)<=m(7) xor m(3) xor m(2) xor m(1);</p><p><b>　　end if;</b></p&g

81、t;<p>　　end process;</p><p>　　end Behavioral;</p><p><b>　　匹配模塊</b></p><p>　?。ㄆヅ淠K，是把用戶的按鍵輸入值與對應于亮燈的隨機數進行比較，如果相同則增加分數值，不同則 減少分數值。）</p><p>　　library

82、ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　entity compare is</p><p>　　port( start:in std_logic; --開始信號，高電平有效</p><p>　　clear:in std_logic; --最高分清零信號，clear=1 時清

83、除最高分紀錄</p><p>　　en:in std_logic; --暫停信號，en=0 時暫停</p><p>　　clk : in STD_LOGIC; --clk50m 為50MHz 的輸入時鐘，clk 為難度時鐘</p><p>　　key : in STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0); --key 為編碼后得到的編碼值</p

84、><p>　　led : in STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0);--led 為產生的三位隨機數</p><p>　　win,lose:out STD_LOGIC; --win=1 表明游戲勝利，lose=1 表明游戲失敗</p><p>　　en_A : out STD_LOGIC; --難度A 的使能信號</p><p&

85、gt;　　en_B : out STD_LOGIC; --難度B 的使能信號</p><p>　　en_C : out STD_LOGIC; --難度C 的使能信號</p><p>　　en_D : out STD_LOGIC; --難度D 的使能信號</p><p>　　highscore_out:out STD_LOGIC_VECTOR(11 downto 0)

86、; --最高分</p><p>　　score_out : out STD_LOGIC_VECTOR (11 downto 0); --當前分數</p><p>　　end compare;</p><p>　　architecture Behavioral of compare is</p><p>　　signal mscore,mhig

87、hscore:integer range 0 to 999;</p><p>　　signal result,mwin,mlose:std_logic;</p><p>　　signal cnt1:integer range 0 to 4;</p><p>　　signal cnt2:integer range 0 to 1;</p><p>

88、;　　type state is(na,nb,nc,nd);</p><p>　　signal nandu:state;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　result<=mwin or mlose; --當result=1 時游戲結束，LCD 上會顯示輸或贏</p><p>　　

89、win<=mwin;--得5 分加一條命，失誤一次扣一分，失誤達到2 次扣一條命，當分數為0 時，失誤一次不減分，但扣一條命</p><p>　　process(clk,start,en,clear)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if mscore>mhighscore then</p&

90、gt;<p>　　mhighscore<=mscore;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　mhighscore<=mhighscore;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　if start='0

91、' then</p><p>　　mscore<=0; --初始分數為0</p><p><b>　　cnt1<=0;</b></p><p>　　mhighscore<=mhighscore;</p><p><b>　　cnt2<=0;</b></p>

92、<p>　　mwin<='0';</p><p>　　mlose<='0';</p><p>　　nandu<=na;</p><p>　　en_A<='1';</p><p>　　en_B<='0';</p><p

93、>　　en_C<='0';</p><p>　　en_D<='0';</p><p>　　elsif clear='1' then</p><p>　　mhighscore<=0;</p><p>　　elsif en='0' then</p>

94、<p>　　mscore<=mscore;</p><p>　　mhighscore<=mhighscore;</p><p>　　elsif rising_edge(clk) then</p><p>　　if result='0' then</p><p>　　if led=key then<

95、;/p><p>　　elsif mscore=999 then</p><p>　　mwin<='1';</p><p>　　elsif mscore<999 then</p><p>　　mscore<=mscore+1;</p><p><b>　　end if;</b

96、></p><p><b>　　else</b></p><p>　　if mscore=0 and mlife=0 then</p><p>　　mscore<=0;</p><p>　　mlose<='1';</p><p>　　elsif mlife=0 t

97、hen</p><p>　　mscore<=mscore;</p><p>　　mlose<='1';</p><p>　　elsif mscore=0 then</p><p>　　mscore<=0;</p><p><b>　　else</b></p&

98、gt;<p>　　mscore<=mscore-1;</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if; </b></p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end

99、if;</b></p><p>　　case nandu is</p><p>　　when na=> --當分數小于5 分時，難度為A</p><p>　　en_A<='1';</p><p>　　en_B<='0';</p><p>　　en_C<

100、='0';</p><p>　　en_D<='0';</p><p>　　if mscore>=5 and mscore<10 then</p><p>　　nandu<=nb;</p><p><b>　　else</b></p><p>

101、　　nandu<=na;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　when nb=> --當分數在5-10 之間時，難度為B</p><p>　　en_A<='0';</p><p>　　en_B<='1';</p>&

102、lt;p>　　en_C<='0';</p><p>　　en_D<='0';</p><p>　　if mscore>=10 and mscore<15 then</p><p>　　nandu<=nc;</p><p><b>　　else</b>&l

103、t;/p><p>　　nandu<=nb;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　when nc=> --當分數在10-15 之間時，難度為C</p><p>　　en_A<='0';</p><p>　　en_B<='

104、0';</p><p>　　en_C<='1';</p><p>　　en_D<='0';</p><p>　　if mscore>=15 and mscore<20 then</p><p>　　nandu<=nd;</p><p><b&g

105、t;　　else</b></p><p>　　nandu<=nc;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　when nd=> --當分數在15 以上時，難度為D</p><p>　　en_A<='0';</p><p>

106、;　　en_B<='0';</p><p>　　en_C<='0';</p><p>　　en_D<='1';</p><p>　　nandu<=nd;</p><p>　　when others=></p><p>　　en_A<=&

107、#39;1';</p><p>　　en_B<='0';</p><p>　　en_C<='0';</p><p>　　en_D<='0';</p><p>　　nandu<=na;</p><p><b>　　end case;

108、</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　process(clk)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if falling_edge(clk)

109、then</p><p>　　if mscore>=900 then</p><p>　　score_out(11 downto 8)<=x"9";</p><p>　　if (mscore-900)>=90 then</p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"

110、9";</p><p>　　score_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mscore-990),4);</p><p>　　elsif (mscore-900)>=80 then</p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"8";</p&g

111、t;<p>　　score_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mscore-980),4);</p><p>　　elsif (mscore-900)>=70 then</p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"7";</p><p>　　s

112、core_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mscore-970),4);</p><p>　　elsif (mscore-900)>=60 then</p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"6";</p><p>　　score_out(3 downt

113、o 0)<=conv_std_logic_vector((mscore-960),4);</p><p>　　elsif (mscore-900)>=50 then</p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"5";</p><p>　　score_out(3 downto 0)<=conv_st

114、d_logic_vector((mscore-950),4);</p><p>　　elsif (mscore-900)>=40 then</p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"4";</p><p>　　score_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((

115、mscore-940),4);</p><p>　　elsif (mscore-900)>=30 then</p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"3";</p><p>　　score_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mscore-930),4);&

116、lt;/p><p>　　elsif (mscore-900)>=20 then</p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"2";</p><p>　　score_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mscore-920),4);</p><p

117、>　　elsif (mscore-900)>=10 then</p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"1";</p><p>　　score_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mscore-910),4);</p><p><b>　　e

118、lse</b></p><p>　　score_out(7 downto 4)<=x"0";</p><p>　　score_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mscore-900),4);</p><p><b>　　end if;</b></p&

119、gt;<p>　　if mhighscore>=900 then</p><p>　　highscore_out(11 downto 8)<=x"9";</p><p>　　if (mhighscore-900)>=90 then</p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x&

120、quot;9";</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-990),4);</p><p>　　elsif (mhighscore-900)>=80 then</p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x&

121、quot;8";</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-980),4);</p><p>　　elsif (mhighscore-900)>=70 then</p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x&

122、quot;7";</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-970),4);</p><p>　　elsif (mhighscore-900)>=60 then</p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x&

123、quot;6";</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-960),4);</p><p>　　elsif (mhighscore-900)>=50 then</p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x&

124、quot;5";</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-950),4);</p><p>　　elsif (mhighscore-900)>=40 then</p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x&

125、quot;4";</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-940),4);</p><p>　　elsif (mhighscore-900)>=30 then</p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x&

126、quot;3";</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-930),4);</p><p>　　elsif (mhighscore-900)>=20 then</p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x&

127、quot;2";</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-920),4);</p><p>　　elsif (mhighscore-900)>=10 then</p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x&

128、quot;1";</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-910),4);</p><p><b>　　else</b></p><p>　　highscore_out(7 downto 4)<=x"0"

129、;;</p><p>　　highscore_out(3 downto 0)<=conv_std_logic_vector((mhighscore-900),4);</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end Behavioral;&

130、lt;/p><p>　　2.各模塊輸入輸出端口說明：</p><p>　　1)頂層模塊game</p><p><b>　　輸入信號IN：</b></p><p>　　clk50m:in std_logic; --50MHz 的輸入時鐘</p><p>　　k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k

131、8:in std_logic; --8 個輸入按鍵</p><p>　　start:in std_logic; --開始信號，高電平有效</p><p>　　clear:in std_logic; --最高分清零信號，clear=1 時清除最高分紀錄</p><p>　　en:in STD_LOGIC; --暫停信號，en=0 時暫停</p><

132、p><b>　　輸出信號OUT：</b></p><p>　　win,lose:out std_logic; --win=1 表明游戲勝利，lose=1 表明游戲失敗</p><p>　　led:out std_logic_vector(2 downto 0); --產生的三位隨機數，送到74LS138進行譯碼，從而點亮一個LED</p><

133、p>　　leda,ledb,ledc,ledd:out std_logic; --不同的難度分別用不同的LED 燈來指示</p><p>　　sound:out std_logic; --為輸出的喇叭信號</p><p>　　LCD_RS : out STD_LOGIC;</p><p>　　LCD_RW : out STD_LOGIC;</p>

134、<p>　　LCD_EN : out STD_LOGIC;</p><p>　　data : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0)); --數據信號輸出</p><p>　　采樣編碼模塊code</p><p>　?。ㄝ斎霝?0MHz 的時鐘信號clk50m，選擇的難度信號clk，</p><p>　

135、　開始信號start，以及八個按鍵；輸出為編碼值key。）</p><p><b>　　輸入信號IN：</b></p><p>　　clk50m:in std_logic;</p><p>　　clk:in std_logic;</p><p>　　start:in std_logic;</p><p

136、>　　k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8:in std_logic;</p><p><b>　　輸出信號OUT：</b></p><p>　　key:out std_logic_vector(2 downto 0)</p><p>　　分頻模塊divider </p><p>　?。ㄝ斎霝?0MHz

137、 的時鐘信號，開始信號start；</p><p>　　輸出為A,B,C,D 四種難度的時鐘。）</p><p><b>　　輸入信號IN：</b></p><p>　　clk50m : in STD_LOGIC;</p><p>　　start:in STD_LOGIC;</p><p><