猫和老鼠游戏实验报告.docx
信息与通信工程学院班级：2009211120班姓名：李川学号：09210591题目：经典数学游戏一.任务要求实验内容：一个人要将1只狗，1只猫，1只老鼠渡过河，独木舟一次只能装载和一只动物，但猫和狗不能单独在一起，而猫和老鼠也不能友好相处，试模拟这个人将三只动物安全渡过河的过程。用发光二极管亮点的移动模拟独木舟渡河的过程，选中渡河的动物及两岸的动物都应有显示，若选错应有报警显示，且游戏失败，按复位键游戏重新开始。当三只动物均安全度过河时，游戏成功，并显示此次游戏独木舟往返渡河的次数。提高要求：游戏难度可设置，选错动物允许有一次修改机会。二.系统设计设计思路：用4个按钮分别用来选择人，狗，猫,鼠，8个LED来表示人和动物的状态，左边4个代表左岸状态，右边4个代表右岸状态，船用点阵上的LED灯表示，灯右移代表船从左岸划到右岸，左移代表船从右岸划到左岸，失败和成功另外用点阵上的2个点表示。总体框图及分块设计：系统结构总框系统结构图（模块划分和传递关系）逻辑划分框图MDS图控制逻辑图（画在预习报告中，无法复制，截屏）三.仿真波形及仿真分析Dps163.84us327.§8us491.52us655us819.2us98394us1.邛ms1.31ms1.4Jms1.64ms1.8as1.97m；17.55ns2ms时钟分频仿真图，clkl周期为lms,是自己所需的，证明计算的分频的数字正确，4Hz的clk2周期太长，就不进行仿真ns420.0ns440.0ns460.0ns480.0ns500.pns520.0ns540.pnsManeValueat16.98 nsmanB 1catB 1elkB 0clklB 0dogB 0enterB 1 plB Hll PrB OooOratB 0rstB 0successB 0failB 0court .BO)PS335.542671.09 ms1.01 s16.975 ns-TnTT0101'模拟渡河的一步（错误的一步，报错fail=l）,f.pJU.UJNlWJYCll3J.,NfW*.I80.RSA1V、Valueat-1J!16.98ns之之*88之>331B1BOBOBOB1BHllBOOOOBOBOBOBOOKn复位，reset=1,pl="111,pr='0000',各自复位仿真图后面随便乱加的，因为我觉得此实验仿真过程较为复杂，还不如直接下载到板子上来找问题方便直接，故仿真图很粗糙。四.源程序-过河游戏-libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;useieee.std_logic_arith.all;entityghlisport(clock:instdOgic;-时钟信号，50MHzmank,dogk,catk,ratk:instdOgic;-人，狗，猫,老鼠的开关信号enterk:instd_logic;-确认开关信号resetk:instd_logic;-复位开关信号pl,pr:outstdOgiC_VeCtor(3downtoO);-河两岸动物的状态boat:outstd_logic_vector(13downtoO);-船灯信号lose,win:outstd_logic;-失败、成功的信号steph,stepl:outstd_logic_vector(6downto0);-数码管的驱动信号-顶层模块end;architecturejgofghliscomponentfenpinport(cp:instd_logic;cpl,cp2:outStdJogic);endcomponent;-调用分频器模块componentfangdouport(elk,key:inStdJogic;q:outstd_logic);endcomponent;-调用防抖动模块。componentshumaguan-调用译码显示模块。port(num:instd_logic_vector(3downto0);step:outstd_logic_vector(6downto0);endcomponent;componentguohe-调用过河控制模块。port(elk,elk1:instd_logic;man,dog,cat,rat:inStdJogic;enter:inStdJogic;reset:instd_logic;pl,pr:outstd_logic_vector(3downtoO);counth,countl:outstd_logic_vector(3downtoO);boats:outstd_logic_vector(13downtoO);fail,success:outstdOgiC);endcomponent;signaltemp1,temp2,temp3,c1,c2:std_logic;signaltemp4,temp5,temp6:std_logic;signalcoh,col:std_logic_vector(3downtoO);beginul:fenpinportmap(clock,cl,c2);u2:fangdouportmap(c1,mank,temp1);u3:fangdouportmap(c1,dogk,temp2);u4:fangdouportmap(c1,catk,temp3);u5:fangdouportmap(c1,ratk,temp4);u6:fangdouportmap(c1,enterk,temp5);u7:fangdouportmap(c1,resetk,temp6);u8:guoheportmap(cl,c2,temp1,temp2,temp3,temp4,temp5,temp6,pl,pr,coh,col,boat,lose,win);u9:shumaguanportmap(coh,steph);ul:shumaguanportmap(col,stepl);endjg;-防抖模块libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entityfangdouisport(clk:instdOgic;-时钟信号，1kHz。key:inStdJogic;-有抖动的开关信号。q:outStdJogic);-防抖动电路输出的无抖动信号。end;architecturefangdou1offangdouissignalcp:std_logic;signaljsp:integerrangeOto3;beginprocess(clk,cp)beginif(clk,eventandclk=,0')thenifkey='1,thenifjsp=3thenjsp<=jsp;elsejsp<=jsp+l;endif;ifjsp=lthencp<-;elsecp<=,0,;endif;elsejsp<=O;endif;endif;q<=cp;endprocess;end;-分频模块libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_arith.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityfenpinisport(cp:instd_logic;-时钟信号,50MHZcp1,cp2:outstdOgiC);-lkHz、2.5Hz的信号endfenpin;architecturestructoffenpinissignalclkl,clk2,clk3:StdJogic;signaltemp:std_logic_vector(6downtoO);signaltempi:std_logic_vector(8downtoO);signaltemp2:std_logic_vector(8downtoO);beginfpkprocess(cp)beginifrising_edge(cp)thenif(temp="llOOO1,)thenclkl<=notclkl;temp<="0000000"elsetemp<=temp+1;endif;endif;endprocessfp1;fp2:process(clkl)beginifrising_edge(clk1)thenif(templ=',11110111,)thenclk2<=notclk2;templ<="000000000;elsetempl<=temp1+1;endif;endif;endprocessfp2;fp3:process(clk2)beginifrising_edge(clk2)thenif(temp2="l1000111,)thenclk3<=notclk3;temp2<="000000000;elsetemp2<=temp2+l;endif;endif;endprocessfp3;cpl<=clk2;cp2<=clk3;endstruct;-过河控制模块libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityguoheis-人、狗、猫和鼠的开-确认开关信号。-复位开关信号。河两岸动物的状态。port(clk,clkkinstdogic;man,dogman,dog,cat,rat:inStdJogic;关动作信号enter:inStdJogic;reset:instd_logic;pl,pr:outstd_logic_vector(3downtoO);counth,countl:outstd_logic_vector(3downto0);-过河次数。boats:outstd_logic_vector(13downto0);-船灯信号。fail,success:outstd_logic);endguohe;architecturestructofguoheissignalch,cl:std_logic_vector(3downto0);signalstate:std_logic_vector(3downto0);sig
