CPE 133 Progetto finale da decimale a binario: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

I numeri binari sono una delle prime cose che vengono in mente quando si pensa alla logica digitale. Tuttavia, i numeri binari possono essere un concetto difficile per chi non lo conosce.

Questo progetto aiuterà coloro che sono nuovi ed esperti con i numeri binari a padroneggiare la conversione dei numeri decimali. Attraverso la creazione di un gioco metteremo alla prova gli utenti sulla loro abilità di conversione. Questo gioco verrà eseguito su una Basys3 Board e programmato in Verilog.

Passaggio 1: materiali necessari

I seguenti materiali sono necessari per realizzare questo gioco di conversione da decimale a binario:

• Xilinx Vivado Design Suite Software
• Scheda FPGA Digilent Basys3
• Cavo da USB a Micro USB

Passaggio 2: impostazione dell'LFSR (Registro a scorrimento del feedback lineare)

Un LFSR (Linear Feedback Shift Register) è un modulo utilizzato per generare numeri “casuali”.

Un LFSR non è completamente casuale in quanto genera numeri pseudo-casuali che è un processo di generazione di numeri che appaiono casuali ma non lo sono.

Un LFSR è un registro a scorrimento il cui bit di input è una funzione lineare del suo stato precedente, il che significa che l'LFSR passerà attraverso un insieme finito di numeri. In particolare per questo gioco, l'LFSR utilizzerà solo 8 bit per limitare il numero decimale che può generare a 255.

Il pulsante L (btnL) viene utilizzato per azzerare il numero sull'LFSR.

Questo modulo LFSR non è stato creato dai creatori di questo gioco. Il modulo LFSR è stato creato dal professore della Carleton University, John Knight. Il link per il suo modulo è incluso di seguito.

www.doe.carleton.ca/~jknight/97.478/97.478_…

Passaggio 3: impostazione del display a sette segmenti

Un display a sette segmenti viene utilizzato sulla scheda Basys3 e su molti altri componenti hardware per visualizzare i caratteri alfanumerici.

Il modulo Display a sette segmenti utilizzato in questo gioco converte un numero binario in un numero decimale e lo visualizza come numero decimale.

Utilizzando il modulo LFSR discusso in precedenza, un numero generato casualmente verrà visualizzato sul display a sette segmenti.

Il modulo Display a sette segmenti non è stato creato dai creatori di questo gioco. Il modulo Display a sette segmenti è stato fornito dal professore della California Polytechnic State University, Joseph Callenes-Sloan. Di seguito si allega il pdf del modulo.

Passaggio 4: creazione del modulo di gioco

Modulo Crea gioco (principale).

Questo modulo utilizzerà il modulo LFSR per generare un numero casuale e quindi emetterlo sul display a sette segmenti.

Il modulo utilizza quindi un blocco sempre che azzera il numero casuale. Funziona sul fronte positivo del pulsante R (btnR), il che significa che funzionerà solo quando il pulsante R è stato premuto.

Il blocco Second opera sempre sul fronte positivo del clock (clk). Se si preme il pulsante C (btnC), si verificherà se il numero sul display a sette segmenti è lo stesso del numero di input dagli interruttori (sw). Questo blocco alzerà un flag (imposta il flag register (flag) a 1) e cambierà il filo messageVal a seconda che l'utente abbia vinto o perso.

Il terzo blocco opera sempre anche sul fronte positivo del clock. Se il flag viene alzato imposterà ssegInputVal al filo messageVal sul display a sette segmenti. Se il flag non viene alzato, continuerà a produrre il numero casuale (randomVal).

Passaggio 5: giocare

Istruzioni:

• L'utente premerà il pulsante R per creare un nuovo gioco o cambierà il numero sul display a sette segmenti.
• L'utente alzerà i primi 8 interruttori in alto (1) o in basso (0) per inserire il numero binario.
• Il pulsante C verrà utilizzato per verificare se l'utente ha vinto o perso.
• Se l'utente ha vinto '111' verrà visualizzato sul display a sette segmenti.
• Se l'utente ha perso '0' verrà visualizzato sul display a sette segmenti.
• Per iniziare una nuova partita, puoi premere il pulsante R in qualsiasi momento.