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乒乓球游戏机是模拟乒乓球比赛的过程和规则，并能自动裁判和记分的模拟装置。两人乒乓游戏机是用8个发光二极管代表乒乓球台，中间两个发光二极管兼做乒乓球网，用点亮的发光二极管按一定方向移动来表示球的运动，在游戏机的两侧个设置发球和击球开关，甲乙双方按乒乓球比赛规则来操作开关。设置自动记分电路，甲、乙双方各用7段译码管进行记分显示，每计满21分为1局，然后记分清零，重新开始新一局比赛。
乒乓球游戏机的设计是一种基于计算机组成原理的课程设计项目，它运用了现代电子设计自动化（EDA）工具和技术，如MAX+PLUSII，以及硬件描述语言VHDL，来创建一个能够模拟乒乓球比赛的游戏装置。该装置不仅能够显示乒乓球的运动轨迹，还具备自动裁判和计分功能，使得玩家可以体验到真实的乒乓球比赛过程。
1. **引言**
- 课题设计的目标在于理解和应用计算机组成原理，通过实际项目来锻炼学生的硬件设计能力。
- 内容包括设计和实现一个能模拟乒乓球比赛的电子设备，它需要具备基本的比赛规则，如发球、击球、得分等，并能通过7段译码管显示分数。
2. **EDA和VHDL简介**
- EDA（Electronic Design Automation）是电子设计自动化，它涵盖了从概念设计到最终实现的整个流程，用于芯片和电路板的设计、验证和测试。
- VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，允许设计者以结构化的方式描述数字系统的逻辑功能，使得硬件设计如同编写软件一样方便。
3. **乒乓球游戏机设计过程**
- 设计规划：确定游戏机的基本功能和架构，如8个LED代表乒乓球台，2个LED作为球网，两侧的开关用于发球和击球操作。
- **乒乓球实体的设计**：这一部分涉及到乒乓球在游戏机中的运动模型，可能通过状态机编程来模拟乒乓球的移动路径，以及碰撞检测规则。
- **状态机编程实现**：状态机用于控制乒乓球的运动状态，如发球、飞行、反弹等，同时处理比赛规则，如出界、得分等。
- **记分译码器的设计**：使用7段译码器将内部的计分数据转换为可视的分数显示，每个玩家的分数在达到21分时自动清零，开始新的一局。
4. **程序仿真**
- 完成设计后，使用MAX+PLUSII进行程序仿真，这一步骤是为了验证设计的正确性，确保游戏机能够按照预设的乒乓球规则运行。
通过这个课程设计，学生不仅能掌握VHDL语言和EDA工具的使用，还能深入理解数字逻辑、状态机设计以及硬件系统集成的概念。此项目具有很高的实践性和教育价值，不仅提供了理论知识的应用平台，也为未来的电子设计工作奠定了基础。
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