VHDL设计：电子拔河游戏机的计数器与译码器应用

在本次EDA课程设计中，20071461班光信专业的学生汪成和李国锋在指导老师冉昌艳的指导下，完成了拔河游戏机的课程设计项目。他们的目标是通过VHDL编程，设计一个能够模拟拔河比赛的电子设备。游戏的基本规则是，电平指示灯代表拔河绳，初始时居中，参赛者通过按键快速触发加/减计数器，计数器的输出状态控制指示灯的移动。若加法计数器工作，指示灯向甲方移动；反之，减法计数器使得指示灯向乙方移动。当指示灯到达终端时，比赛结束，只有裁判按下复位键才能解锁电路，计数器记录双方的胜利次数。 设计过程分为三个主要部分。首先，设计思路清晰，利用9个电平指示灯构成游戏区，初始只有一个指示灯亮起，代表中线。参赛者通过按键产生脉冲，脉冲速度决定指示灯的移动方向。当某方到达终端，指示灯锁定并停止移动，直到裁判复位。比赛结束后，电路会自我锁定，确保加减脉冲无效，同时计分电路自动为胜者加分。 电路设计包括电路框图和整机逻辑图，展示了如何通过可逆计数器CC4019（初始输出为0000）进行计数，并通过译码器控制指示灯的显示。当按键A或B被按下，整形后的脉冲信号会驱动计数器，指示灯相应移动。当达到终端，控制电路会锁定输入，防止进一步的脉冲触发。复位键则用于返回中点，开始新的比赛。 此外，两位同学还设计了十进制计数器CC4518来记录每方的胜利次数，终端指示灯的正端经过与非门后连接到计数器的使能端，当一方终端灯亮，对应计数器开始计数，从而显示出胜者的得分。整个设计体现了VHDL编程在实际电路设计中的应用，既锻炼了学生的编程技能，也寓教于乐，实现了理论与实践的结合。