小编电子控制 2025-09-20

拔河游戏控制Verilog VIVADO

## 项目概述

**名称**：拔河游戏控制Verilog VIVADO

**软件**：VIVADO

**语言**：Verilog

**代码功能**：实现基于FPGA的拔河游戏控制系统，包含按键消抖、游戏状态控制、LED显示控制和数码管显示功能。支持双人对战，通过按键控制LED灯移动方向，实现拔河比赛的模拟，包含计时和计分功能。

**代码实现思路**：采用模块化设计，顶层模块协调各子模块工作。使用状态机控制游戏流程，包括空闲、开始、左移、右移、胜利等状态。按键经过消抖处理后触发状态转换，LED灯阵列根据状态左右移动，数码管显示游戏时间和双方得分。

拔河.jpg

**代码结构**：

- bahe_game.v：顶层模块，实例化各子模块并连接信号

- bahe_ctrl.v：游戏控制核心，实现状态机和游戏逻辑

- display.v：数码管显示控制，处理时间和分数显示

- key_jitter.v：按键消抖模块，消除机械按键抖动

## 系统架构

```mermaid

graph TB

A[bahe_game.v] --> B[key_jitter.v]

A --> C[bahe_ctrl.v]

A --> D[display.v]

B --> E[按键消抖处理]

C --> F[游戏状态机]

C --> G[LED控制]

C --> H[计时计分]

D --> I[数码管显示]

```

## 模块功能详解

### 1. 顶层模块 (bahe_game.v)

作为系统入口，协调各模块工作，提供外部接口包括：

- 时钟和复位信号

- 玩家按键输入

- LED阵列输出

- 数码管显示输出

### 2. 游戏控制模块 (bahe_ctrl.v)

核心控制逻辑，实现6种游戏状态：

-**空闲状态**：等待游戏开始

-**开始状态**：游戏进行中，检测按键输入

-**左移状态**：玩家1按键，LED向左移动

-**右移状态**：玩家2按键，LED向右移动

-**胜利状态**：判断游戏胜负并计分

### 3. 显示控制模块 (display.v)

负责将游戏数据转换为数码管显示格式：

- 时间显示：分钟和秒钟

- 分数显示：双方得分

- 动态扫描显示技术

### 4. 按键消抖模块 (key_jitter.v)

消除机械按键的抖动现象，确保按键信号的稳定性。

## 游戏规则

1. 初始状态LED灯位于中间位置

2. 玩家通过按键控制LED灯移动方向

3. LED灯移动到最左端，玩家1获胜

4. LED灯移动到最右端，玩家2获胜

5. 游戏过程中实时显示时间和得分

## 技术特点

-**时钟频率**：100MHz系统时钟

-**计时精度**：1秒计时精度

-**显示方式**：15个LED灯阵列 + 4位数码管

-**消抖技术**：20位计数器实现按键消抖

编辑

部分代码预览

module bahe_ctrl(
input clk_100M,//标准时钟，100MHz
input reset_n,//复位信号，低有效 

input restart,//裁判控制重新开始
input player_1,//选手1
input player_2,//选手2

output [14:0] led,//15个led

output reg [7:0] minute_time,//游戏时间分钟
output reg [7:0] second_time,//游戏时间秒
output reg [7:0] score_1,//选手1分数
output reg [7:0] score_2//选手2分数
);

parameter s_idle=3'd0;
parameter s_start=3'd1;
parameter s_left_shift=3'd2;
parameter s_right_shift=3'd3;
parameter s_win_1=3'd4;
parameter s_win_2=3'd5;

reg [2:0] state=3'd0;
reg [14:0] game_led=15'b000000010000000;
assign led=game_led;
always@(posedge clk_100M)
	if(!reset_n)
		state<=s_idle;
	else
		case(state)
			s_idle://复位状态
				if(restart)
					state<=s_start;
				else
					state<=s_idle;
			s_start:
				if(game_led==15'b100000000000000)
					state<=s_win_1;//1号赢
				else if(game_led==15'b000000000000001)
					state<=s_win_2;//2号赢
				else
					if(player_1)
						state<=s_left_shift;//led左移
					else if(player_2)
						state<=s_right_shift;//led右移
					else
						state<=s_start;
			s_left_shift:
					state<=s_start;//led左移				
			s_right_shift:
					state<=s_start;//led右移	
			s_win_1:
				if(restart)
					state<=s_start;//重新开始
				else
					state<=s_win_1;//1号赢
			s_win_2:
				if(restart)
					state<=s_start;//重新开始
				else
					state<=s_win_2;//2号赢
			default:;
		endcase

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