Démineur : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Pour notre projet final CPE 133, Chase et moi avons décidé de créer un jeu « Démineur » qui utilisait l'entrée de bouton et de commutateur d'une carte Basys-3 ainsi que le code VHDL. Un meilleur nom pour le jeu pourrait très bien être « Roulette russe », mais nous voulions utiliser un nom plus familial. Le jeu implique que l'utilisateur appuie sur le bouton du milieu de la carte Basys pour attribuer au hasard l'un des 16 commutateurs pour qu'il soit «actif» avec une bombe. Deux joueurs basculent ensuite à tour de rôle les interrupteurs, un à la fois, jusqu'à ce que l'un des joueurs actionne l'interrupteur avec la «bombe». Lorsque cela se produit, l'affichage à sept segments avertit les joueurs que ce joueur vient de perdre la partie.

Étape 1: Aperçu

Le projet a utilisé de nombreux modules VHDL que nous avons utilisés au cours de ce trimestre. Un compteur à quatre bits a été utilisé en conjonction avec le front d'horloge afin de simuler un nombre aléatoire de quatre bits pour activer l'un des commutateurs. Un diagramme d'état a également été utilisé afin de sortir différents mots sur l'affichage à sept segments, allant de « JOUER » lorsque les joueurs sont au milieu de leur jeu, à « PERDRE » lorsqu'un des joueurs a actionné l'interrupteur actif.

Étape 2: Matériaux

• Carte de développement Basys3 de Digilent, Inc.
• Vivado Design Suite BC_DEC.vhd (Ce fichier nous a été fourni sur Polylearn et a été écrit par Bryan Mealy)
• Un compteur 4 bits composé de bascules en T
• Un FSM

Étape 3: Créer le jeu

La première étape vers la création de ce jeu consistait à dessiner un schéma de circuit avec tous les composants que nous utiliserons. Les entrées de ce système étaient le bouton 1, les 16 commutateurs et l'horloge. Les sorties étaient l'affichage à sept segments et les anodes. Après avoir dessiné le schéma de circuit, nous avons écrit des fichiers source individuels pour chaque composant dans Vivado et les avons assemblés à l'aide de cartes de ports sous le fichier source principal.

Toute la base du jeu tourne autour de l'attribution aléatoire de l'un des 16 commutateurs pour qu'il soit actif avec une bombe, et pour que les joueurs ne sachent pas quel commutateur est actif jusqu'à ce que ce commutateur actif soit activé. Nous avons examiné des générateurs de nombres aléatoires et pseudo-aléatoires en ligne, mais nous avons finalement décidé qu'utiliser un compteur à 4 bits et affecter le commutateur correspondant à être actif était suffisamment aléatoire pour ce que nous recherchions. Nous avons pu réutiliser notre compteur 4 bits que nous avons créé dans un projet précédent pour pouvoir travailler pour cette mission. Nous avons utilisé le compteur pour créer un nombre aléatoire entre 0 et 15; puis dans le composant main1, nous avons attribué l'équivalent décimal du nombre aléatoire à son commutateur correspondant sur la carte. Comme le montre le schéma, à la fois la sortie X ("bombe active") du composant main1 et les commutateurs activés par les joueurs vont à FSM1. La machine d'état sort une valeur Z d'un bit qui est ensuite lue par BC_DEC1. La machine à états finis que nous avons utilisée a deux états différents: dans l'état A, l'affichage à sept segments affiche « PLAY » et la machine reste dans cet état jusqu'à ce qu'elle reconnaisse que l'interrupteur activé est basculé. Une fois que cela se produit, le FSM passe à l'état B où il affiche "LOSE" sur l'affichage à sept segments et reste dans cet état jusqu'à ce que les 16 commutateurs soient basculés sur "0". Lorsque cette condition est remplie, le FSM passe alors à nouveau à l'état A et attend que les joueurs commencent une autre partie. Un diagramme de Moore pour aider à comprendre ce FSM est montré ci-dessus.

Étape 4: Modifications futures

Quelques modifications que nous envisageons d'apporter à notre jeu incluent l'ajout de plus de bombes sur le terrain (éventuellement en augmentant de une à trois), l'ajout d'un compteur de score et de plusieurs tours. Nous avons finalement décidé de ne pas apporter ces améliorations, car nous avons constaté que jouer à une partie plus longue et prolongée était généralement plus tendu et finalement plus amusant qu'une partie qui se terminait généralement après trois ou quatre basculements.

Étape 5: Conclusion

Nous avons été très satisfaits du résultat final de ce projet; non seulement parce que la version finale du jeu était amusante à jouer, mais aussi parce que la création et la programmation du projet nous ont obligés à utiliser la plupart, sinon tout ce que nous avons appris ce trimestre. Nous avons utilisé des bascules, des compteurs, des FSM, l'horloge, l'entrée utilisateur de la carte et la sortie vers l'affichage à sept segments.

Nous avons également appris comment quelques erreurs de syntaxe pouvaient complètement casser le programme (même si elles seraient considérées comme correctes dans d'autres langages de programmation tels que Python ou Java) et cela seulement après plusieurs simulations et plusieurs itérations du code téléchargé et testé sur le board, allez-vous enfin pouvoir éliminer tous les bogues de votre code.