一實(shí)驗(yàn)原理：利用兩個(gè)按鍵表示兩位選手，LED燈表示乒乓球的軌跡，數(shù)碼管顯示擊球結(jié)果。

     本程序由3個(gè)部分組成，第一部分為分頻程序，將de2自帶的50Mhz頻率分為1MHZ，1lKHZ,10hz.第二部分為數(shù)碼管分時(shí)掃描程序,掃描速度1khz.第三部分是擊球狀態(tài)機(jī)程序。

因手上無(wú)示波器，也無(wú)必要用示波器，分頻仿真如下圖所示：

由乒乓球跳動(dòng)速度來(lái)看，乒乓球在接發(fā)球時(shí)速度可以達(dá)到0.4s，乒乓球在運(yùn)行中速度慢些，可以達(dá)到0.8s.

module     pinpang(clk_1MHZ,clk_1khz,clk_10hz,clk_27,clk_50,hex0,hex1,hex2,hex3,hex4,hex5,hex6,hex7,clc,set_r,set_l,led_r);            

    input clc,set_r,set_l;      //定義清除鍵，在程序中按下不放為暫停

    input clk_27,clk_50;    //定義輸入時(shí)鐘信號(hào)，此程序中只用了clk_50，即50M的頻率

    output clk_1MHZ,clk_1khz,clk_10hz;//定義分頻后信號(hào)1MHZ,1KHZ,10HZ

   reg clk_1MHZ,clk_1khz,clk_10hz;  

    reg[5:0] clk_sum;//1MHZfenpin   //定義分頻1MHZ計(jì)數(shù)器

    reg[9:0] clk_sum1k;//fenpinwei 1khz  //定義分頻1khz分頻器

    reg[6:0] clk_sum10hz;//ledxianshipinlv //定義分頻10hz分頻器

    reg[6:0] hex_buff1;           //定義數(shù)碼管緩存寄存器

    reg[3:0] hex_buff;            //定義數(shù)碼管取值寄存器

    reg[3:0]  hex_sum;          //數(shù)碼管掃描片選信號(hào)

    reg[3:0]  r_sum,l_sum;       //定義每局中左邊或者右邊得分?jǐn)?shù)目默認(rèn)a_為左，b_為右

    reg[3:0]  ju_sum;           //led燈延時(shí)計(jì)數(shù)器，每100ms計(jì)數(shù)一次

    reg[2:0]  a_run,b_run;       //定義左邊和右邊當(dāng)前贏得的局?jǐn)?shù)

    reg[2:0]  state;             //定義狀態(tài)機(jī)所處位置

    reg[3:0]   game_on;        //定義按鍵處于何種狀態(tài)

    reg[31:0]  time_sum;        //定義LED從次態(tài)到現(xiàn)態(tài)時(shí)間

    reg[4:0]  qiu;              //定義當(dāng)前LED燈位置

    output[6:0] hex0,hex1,hex2,hex3,hex4,hex5,hex6,hex7;//8段數(shù)碼管顯示數(shù)

    reg[6:0] hex0,hex1,hex2,hex3,hex4,hex5,hex6,hex7;

    output[17:0]led_r;         

    reg   [17:0]led_r;           //led燈狀態(tài)

    parameter  hexx0=7'b1000000,    //0

               hexx1=7'b1111001,   //1

               hexx2=7'b0100100,   //2

               hexx3=7'b0110000,   //3

               hexx4=7'b0011001,   //4

               hexx5=7'b0010010,   //5

               hexx6=7'b0000010,   //6

               hexx7=7'b1111000,   //7

               hexx8=7'b0000000,   //8

               hexx9=7'b0010000,   //9

               hexxn=7'b1111111;   //null

always@(posedge clk_50)begin   //fenpinwei1MHZ

         clk_sum<=clk_sum+6'b000001;    //分頻為1MHZ

         if(!clc)

         clk_sum<=0;

         if(clk_sum==24)begin

         clk_sum<=0;

         clk_1MHZ<=~ clk_1MHZ;      

         end

    end     

  always@(posedge clk_1MHZ)begin   //FENPINWEI 1KHZ

         clk_sum1k<=clk_sum1k+10'b0000000001;   //分頻為1KHZ

         if(!clc)

         clk_sum1k<=0;

         if(clk_sum1k==499)begin

         clk_sum1k<=0;

         clk_1khz<=~ clk_1khz;      

         end

    end         

always@(posedge clk_1khz)begin   //FENPINWEI 10HZ//分頻為10hz

         clk_sum10hz<=clk_sum10hz+7'b0000001;

         if(!clc)

         clk_sum10hz<=0;

         if(clk_sum10hz==49)begin

         clk_sum10hz<=0;

         clk_10hz<=~ clk_10hz;   

         end

    end        

  always@(posedge clk_1khz)begin   //FENPINWEI 1kHZ//在1kHz內(nèi)處理數(shù)碼管和按鍵

         hex_sum<=hex_sum+4'b0001;

         if(!clc)

         hex_sum<=0;

         if(hex_sum==8)

         hex_sum<=0;  

   case(hex_sum)

        6:hex_buff<=a_run; //第二位 顯示左邊邊當(dāng)前贏得局?jǐn)?shù)，實(shí)際為0

//由于de2開(kāi)發(fā)板數(shù)碼管位置移位，故該程序中數(shù)碼管非實(shí)驗(yàn)板相應(yīng)位置，需要調(diào)整

        7:hex_buff<=b_run;   //第一位顯示右邊當(dāng)前贏得局?jǐn)?shù)

        0:hex_buff<= a_run;   //第三位顯示左邊贏得局?jǐn)?shù)

        1:hex_buff<= ju_sum%10;//第四位顯示當(dāng)前局?jǐn)?shù)

        2:hex_buff<= r_sum%10; //第五位顯示右邊當(dāng)前得分個(gè)位

        3:hex_buff<= r_sum/10; //第六位顯示右邊當(dāng)前得分十位

        4:hex_buff<= l_sum%10; //第七位顯示當(dāng)前左邊贏得得分個(gè)位

        5:hex_buff<= l_sum/10; //第八位顯示當(dāng)前左邊贏得得分十位

        default:hex_buff=4'b1111;

    endcase

    if(!set_l)

        begin

        if(state==5||state==0)

//左按鍵按下，判斷LED燈是否落在左邊，若果是繼續(xù)下去，否則記為錯(cuò)誤按左鍵

        game_on<=4'b0110;

     else

        game_on<=4'b1110;

        end

  if(!set_r)

       begin

  if(state==2||state==3)

//右按鍵按下，判斷LED燈是否落在右邊，若果是繼續(xù)下去，否則記為錯(cuò)誤按右鍵

       game_on<=4'b0101;

  else

       game_on<=4'b1101;

  end

    end   

   always@(negedge clk_1khz) begin

//在clk-1khz的下降沿中處理函數(shù)，將數(shù)碼管中緩存值翻譯過(guò)來(lái)，賦給數(shù)碼管

     case(hex_buff)

         0:hex_buff1<=hexx0;

         1:hex_buff1<=hexx1;

         2:hex_buff1<=hexx2;

         3:hex_buff1<=hexx3;

         4:hex_buff1<=hexx4;

         5:hex_buff1<=hexx5;

         6:hex_buff1<=hexx6;

         7:hex_buff1<=hexx7;

         8:hex_buff1<=hexx8;

         9:hex_buff1<=hexx9;

         default:hex_buff1<=hexx0;

     endcase

      case(hex_sum)

        0: hex0<=hex_buff1;

        1: hex1<=hex_buff1;

        2: hex2<= hex_buff1;

        3: hex3<= hex_buff1;

        4: hex4<=hex_buff1;

        5: hex5<= hex_buff1;

        6: hex6<= hex_buff1;

        7: hex7<= hex_buff1;

        default:

        begin

        hex0<=hexxn;

        hex1<=hexxn;

        hex2<=hexxn;

        hex3<=hexxn;

        hex4<=hexxn;

        hex5<=hexxn;

        hex6<=hexxn;

        hex7<=hexxn;

        end  

     endcase

    end

  always@(posedge clk_10hz)begin //每100ms進(jìn)行狀態(tài)機(jī)設(shè)置

    time_sum<=time_sum+1;

    led_r=0;      //避免LED全亮，先將LED全滅

    if(time_sum==8)   //每個(gè)LED燈間隔發(fā)光的時(shí)間不超過(guò)0.8s

    time_sum<=0;  

      case(state)

         5:   //狀態(tài)5左邊發(fā)球

         if(game_on==4'b0110)//如果檢測(cè)到左鍵正確按下，執(zhí)行程序

         begin

         led_r[qiu]=1;   

         if(time_sum==3)begin  //如果LED燈已走了0.4s，則點(diǎn)亮下個(gè)LED燈

           time_sum<=0;

           led_r[qiu]=0;      //先將現(xiàn)態(tài)LED燈光滅，在點(diǎn)亮下個(gè)LED燈

           qiu<=qiu-5'b00001;

           led_r[qiu]=1;

            if(qiu<=14)     

//因?yàn)槎�義了18個(gè)LED燈作為實(shí)驗(yàn)乒乓球臺(tái)，所以當(dāng)左邊已發(fā)完球后，應(yīng)立即進(jìn)入左邊運(yùn)球給右邊的狀態(tài)4

               state<=4;

            end

           end

         else

         begin      / /如果沒(méi)有檢測(cè)到左鍵正確按下，則LED【17】常亮

         led_r[17]<=~led_r[17];

         end

         4:       //左邊運(yùn)球到右邊的狀態(tài)

         begin

            led_r[qiu]=1;    //若果球已到右邊接球邊界，進(jìn)入右邊接球狀態(tài)3

            if(qiu<=3)

            state<=3;

            if(state==4)

            begin

          if(game_on==4'b1101)begin

            l_sum<=l_sum+4'b0001;

            state<=2;          //若右鍵在運(yùn)球中錯(cuò)誤按下，算右邊犯規(guī)，左邊加一分

             led_r[qiu]=0;      //球歸右邊并自動(dòng)發(fā)球

             qiu<=0;

             led_r[qiu]=1;

             time_sum<=1;

            end

          if(time_sum==0)begin

            led_r[qiu]=0;

            qiu<=qiu-5'b00001;

            led_r[qiu]=1;     //運(yùn)球沒(méi)有失誤，進(jìn)入右邊接球狀態(tài)3

             if(qiu<=3)

            state<=3;

        end

       end

       end

       3:

       begin

           if(game_on==4'b0101)

           begin

           state<=2;

              led_r[qiu]=0;

           qiu<=qiu+5'b00010;         //若已接球，立即進(jìn)入狀態(tài)2或1

            led_r[qiu]=1;

            end

           if(state==3)

           begin

           led_r[qiu]=1;

           if(time_sum==3)begin    //接球中LED燈閃動(dòng)速度為0.4s

           time_sum<=0;

           led_r[qiu]=0;

           qiu<=qiu-5'b00001;

           led_r[qiu]=1;

            if(qiu==0)begin

           state<=2;

           l_sum<=l_sum+4'b0001; //若接球失敗，進(jìn)入右邊準(zhǔn)備發(fā)球狀態(tài)，左邊得一分

           end

       end

       end

       end

       2:

       if(game_on==4'b0101)

         begin

         led_r[qiu]=1;

          if(qiu>=3)     //若超出界限，立即進(jìn)入狀態(tài)右邊運(yùn)球左邊的狀態(tài)1

           state<=1;

         if(state==2)begin

         if(time_sum==3)begin

           time_sum<=0;

           led_r[qiu]=0;

           qiu<=qiu+5'b00001;

           led_r[qiu]=1;

           if(qiu>=3)

           state<=1;

           end

         end

         end

           else

           begin

         led_r[0]<=~led_r[0]; //若當(dāng)前沒(méi)有有效右鍵按下，一直處于等待階段。

         end

       1:

         begin

            led_r[qiu]=1;

            if(qiu>=14)

            state<=0;      

            if(state==1)begin  

       if(game_on==4'b1110)begin

            r_sum<=r_sum+4'b0001;

            state<=5;      

//運(yùn)球過(guò)程中，左邊錯(cuò)誤按下，右邊得一分，球立即從左邊發(fā)出

             led_r[qiu]=0;

             qiu<=17;

             led_r[qiu]=1;

             time_sum<=1;

            end

          if(time_sum==0)begin

            led_r[qiu]=0;

            qiu<=qiu+5'b00001;

            led_r[qiu]=1;  //球到左邊接球邊界，進(jìn)入左邊接球狀態(tài)0

            if(qiu>=14)

            state<=0;

       end   

       end

       end

       0:

              begin

          if(game_on==4'b0110)

          Begin      //左鍵正確按下，進(jìn)入左邊發(fā)球狀態(tài)

            state<=5;

             led_r[qiu]=0;

            qiu<=qiu-5'b00010;

             led_r[qiu]=1;

           end

            if(qiu==17)begin

//初始狀態(tài)球可能賦值為零，這里強(qiáng)制轉(zhuǎn)換到狀態(tài)5，實(shí)際沒(méi)有出現(xiàn)這種狀態(tài)

             state<=5;     

             r_sum<=r_sum+4'b0001;

            end

           led_r[qiu]=1;

           if(state==0)

           begin   

           if(time_sum==3)begin

           time_sum<=0;

           led_r[qiu]=0;

           qiu<=qiu+5'b00001;

           led_r[qiu]=1;

        if(qiu==17)begin

//左邊球落到最后一個(gè)LED上，說(shuō)明球已過(guò)線，左邊接球失敗，右邊加一分

             state<=5;

             r_sum<=r_sum+4'b0001;

             end

           end

       end

       end

   if(r_sum==11||l_sum==11)begin

//11分為一局，一局結(jié)束后進(jìn)行下一局，左邊右邊當(dāng)前局?jǐn)?shù)歸零，總局?jǐn)?shù)加一

         if(l_sum==11)a_run<=a_run+1;

         if(r_sum==11)b_run<=b_run+1;

         r_sum<=0;

         l_sum<=0;

         ju_sum<=ju_sum+4'b0001;

end

//若已進(jìn)行7局，則比賽從新開(kāi)始

  if(ju_sum==7)begin

          ju_sum<=0;

          a_run<=0;

          b_run<=0;

    end

  end  

endmodule

//本程序僅供參考，可能與實(shí)際不符

通過(guò)一天多來(lái)的努力，我們終于把老師交給我們的任務(wù)完成了，明白了fpga編程的一些小技巧。開(kāi)始第一天因?yàn)殡娔X系統(tǒng)原因，無(wú)法安裝驅(qū)動(dòng)，后來(lái)?yè)Q了電腦驅(qū)動(dòng)就可以安裝了。到網(wǎng)上沒(méi)有找到引腳庫(kù)文件，所以只好自己一個(gè)一個(gè)定義引腳。

  在編程過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)直接賦值常數(shù)語(yǔ)句最好用x’b---比較好，否則程序默認(rèn)常數(shù)為32位，出現(xiàn)警告。在整個(gè)模塊中，寄存器值只能在某個(gè)always語(yǔ)句中被賦值，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。定義的輸入輸出引腳，寄存器引腳也最好使用，否則也會(huì)出現(xiàn)警告，若這些變量不需要使用，可以注釋掉，以便不時(shí)之需。