数字系统设计实验：猜拳游戏实现与分析

"猜拳游戏的设计与实现" 本次实验是关于数字系统设计的一次实践，主要任务是设计并实现一个猜拳游戏。该游戏可供两位玩家进行石头、剪刀、布的竞赛，防止作弊，同时具备一定的扩展功能，如动画显示、音效等。 基本设计要求包括以下几点： 1. 设计两个玩家的按键输入，甲用BTN7、BTN6、BTN5，乙用BTN2、BTN1、BTN0来选择出拳。 2. 按键BTN3代表裁判的"准备"，BTN4表示"开始"。 3. 游戏开始前裁判宣布"准备"，点阵显示屏熄灭，玩家选择出拳。 4. "开始"后，点阵显示双方选择，并用数码管显示比分。 5. 若出拳相同则平局，重新出拳，五局三胜制。 6. 游戏结束后，点阵显示获胜者。 7. 拨码开关作为复位键，可重新开始游戏。 提高要求则增加了游戏的趣味性和互动性： 1. 添加开机动画和结束动画在点阵显示屏上。 2. 游戏过程伴随音效。 3. 使用LCD1602液晶屏显示比分。 4. 鼓励自行添加其他创新功能。 在系统设计中，首先需要明确设计思路，考虑系统的需求、原理和应用场景。系统接收按键输入作为外部信号，通过逻辑判断确定胜负，并通过点阵显示屏和数码管输出结果。模块化设计是关键，可以分为分频模块、按键防抖模块、判断模块、点阵显示模块、计分模块、数码管显示模块以及蜂鸣器模块。 分频模块用于处理时序控制，确保游戏流程的有序进行。按键防抖模块用于消除按键操作时可能出现的抖动，保证输入的准确性。判断模块根据玩家的出拳进行胜负判定。点阵显示模块和数码管显示模块负责结果的可视化呈现，而蜂鸣器模块则提供音效反馈。 在仿真波形及波形分析环节，将对设计的各个模块进行测试和验证，确保其功能正常。源程序和原理图会详细记录每个模块的工作原理和代码实现。资源利用状况则关注设计中所使用的硬件资源，如 FPGA 资源的占用情况。 故障及问题分析部分，如防抖处理，是实验过程中常见的问题，需要针对可能出现的问题进行优化。最后，总结和结论部分会对整个设计过程进行回顾，评估设计的成功之处，提出改进意见，以及对未来可能的扩展方向进行思考。 这个实验旨在提升学生在数字系统设计上的实践能力，通过对猜拳游戏的实现，理解数字逻辑设计的基本原理，并能够综合运用到实际项目中去。