芯耀
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# 基于VHDL的老虎机游戏机
## 简介
这是一个使用VHDL语言实现的老虎机游戏，可在FPGA开发板上运行。游戏通过三个七段数码管显示滚动的数字，玩家通过按键控制数字的停止，当三个数字相同时即为获胜。
详细功能：
用三位数码管显示0~7之间的数码，按下按钮，三个数码管循环显示，抬起按钮，显示停
止，当显示内容相同时为赢。
1．三个数码管循环显示的速度不同；
2．停止时的延迟时间也要不同；
*3．如果赢了游戏时，要有数码管或LED的花样显示或声音提示
### 主要功能
-**数字滚动**：按下按键后，三个数码管以不同速度循环显示0-7的数字。
-**按键控制**：松开按键后，三个数码管会依次延迟停止。
-**胜利判断**：当三个数码管显示的数字相同时，玩家获胜。
-**胜利提示**：获胜后会通过蜂鸣器发出声音提示。
-**作弊模式**：带有一个作弊开关，开启后可以保证获胜。
## 设计
### 软件与语言
-**软件**：Quartus II
-**语言**：VHDL
### 代码实现思路
项目采用自顶向下的模块化设计方法，将整个系统分为按键控制、数据显示、蜂鸣器控制和按键消抖等几个核心模块。
1. **顶层模块 (`tiger_game.vhd`)**：作为设计的顶层，负责例化并连接各个子模块，实现模块间的信号交互。
2. **数据控制模块 (`data_ctrl.vhd`)**：这是设计的核心，通过一个状态机来管理游戏流程。它处理按键输入，控制数字的滚动和停止，并包含一个作弊功能，在特定条件下强制让三个数字相同。
3. **显示模块 (`display.vhd`)**：负责驱动三个七段数码管。它接收来自数据控制模块的三个数字，并通过动态扫描的方式将它们显示出来。
4. **蜂鸣器控制模块 (`BEEP_ctrl.vhd`)**：在游戏胜利时（即三个数字相同且游戏状态为结束时），驱动蜂鸣器发出提示音。
5. **按键消抖模块 (`key_jitter.vhd`)**：用于消除按键抖动，确保系统接收到稳定、单一的按键信号。
### 代码结构
-`tiger_game.vhd`: 顶层文件，连接了板级IO和各个子模块。
-`data_ctrl.vhd`: 游戏逻辑控制模块，包含状态机，负责生成和控制三个随机数。
-`display.vhd`: 数码管显示驱动模块，将三个数字动态显示在三个数码管上。
-`key_jitter.vhd`: 按键消抖模块，为系统提供稳定的按键信号。
-`BEEP_ctrl.vhd`: 蜂鸣器控制模块，在获胜时发出声音。
演示视频：
本代码已在以下开发板验证：
1、工程文件
2、程序文件
3、程序编译
4、RTL图
5、管脚分配
6、仿真图
整体仿真图
控制模块
蜂鸣器模块
数码管显示模块
部分代码展示
LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.all; --老虎机游戏 --用三位数码管显示0~7之间的数码，按下按钮，三个数码管循环显示，抬起按钮，显示停 --止，当显示内容相同时为赢。 --1．三个数码管循环显示的速度不同； --2．停止时的延迟时间也要不同； --*3．如果赢了游戏时，要有数码管或LED的花样显示或声音提示(有作弊开关) ENTITY tiger_game IS PORT ( clk_in : IN STD_LOGIC;--50MHz rst_n : IN STD_LOGIC;--复位 key : IN STD_LOGIC;--输入按键--S1 SW0 : IN STD_LOGIC;--作弊按键--拨码 LED2 : OUT STD_LOGIC;--作弊指示灯 bit_select : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--数码管位选 seg_select : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--数码管段选 BEEP : OUT STD_LOGIC--赢了提示 ); END tiger_game; ARCHITECTURE behave OF tiger_game IS --按键控制 COMPONENT data_ctrl IS PORT ( clk_in : IN STD_LOGIC; rst_n : IN STD_LOGIC; key : IN STD_LOGIC; SW0 : IN STD_LOGIC;--作弊按键 LED2 : OUT STD_LOGIC;--作弊指示灯 current_state : OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); data_1 : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); data_2 : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); data_3 : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END COMPONENT; ----赢了提示 COMPONENT BEEP_ctrl IS PORT ( clk_in : IN STD_LOGIC; rst_n : IN STD_LOGIC; current_state : IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); data_1 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); data_2 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); data_3 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); BEEP : OUT STD_LOGIC ); END COMPONENT; --显示模块 COMPONENT display IS PORT ( clk : IN STD_LOGIC; data_1 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--数字1 data_2 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--数字2 data_3 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--数字3 bit_select : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);--数码管位选 seg_select : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)--数码管段选 ); END COMPONENT; SIGNAL data_1 : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL data_2 : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL data_3 : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL current_state : STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); BEGIN --按键控制 i_data_ctrl : data_ctrl PORT MAP ( clk_in => clk_in,--50MHz rst_n => rst_n,--复位 key => key,--输入按键 SW0 =>SW0 ,--作弊按键 LED2 =>LED2 ,--作弊指示灯 current_state => current_state,--当前状态 data_1 => data_1,--数字1 data_2 => data_2,--数字2 data_3 => data_3--数字3 ); --数码管显示模块 i_display : display PORT MAP ( clk => clk_in, data_1 => data_1,--数字1 data_2 => data_2,--数字2 data_3 => data_3,--数字3 bit_select => bit_select,--数码管位选 seg_select => seg_select --数码管段选 ); ----赢了提示 i_BEEP_ctrl : BEEP_ctrl PORT MAP ( clk_in => clk_in,--50MH rst_n => rst_n,--复位 current_state => current_state,--当前状态 data_1 => data_1,--数字1 data_2 => data_2,--数字2 data_3 => data_3,--数字3 BEEP => BEEP ----赢了提示 ); END behave;
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