基于FPGA的貪吃蛇游戲設(shè)計

Terasic

基于FPGA的貪吃蛇游戲設(shè)計之食物（蘋果）產(chǎn)生

DE10-Standard/DE1-SoC/DE2-115

食物產(chǎn)生模塊完成的任務(wù)是：每次初始化就給定一個食物坐標(biāo)比如（24，10），然后蛇運(yùn)動的過程中用蛇頭坐標(biāo)跟食物坐標(biāo)對比是否重合來判斷是否吃掉了食物，如果相同食物就被吃掉，然后由隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生新的食物坐標(biāo)。

單元劃分

蛇要吃掉的食物大小為16*16個像素（蛇頭大小也是16*16， 蛇身每一節(jié)大小也是16*16）。

顯示器分辨率是640*480，假設(shè)16*16算作一個單元，那么640*480可以看作是40*30個單元的一個長方形。這些單元的坐標(biāo)范圍是[39:0],[29:0]；去掉墻壁厚度（墻壁占用一個單元的厚度），食物可產(chǎn)生的坐標(biāo)范圍為：[38:1],[28:1]。

代碼設(shè)計

1產(chǎn)生分?jǐn)?shù)累加信號

當(dāng)蛇頭坐標(biāo)和食物坐標(biāo)相同時，表示蛇吃掉一個食物，就將 add_cube 信號置1，然后產(chǎn)生新的食物坐標(biāo)，當(dāng)新的食物坐標(biāo)產(chǎn)生以后，在時鐘的下一節(jié)拍下add_cube信號又被置0，等待下次坐標(biāo)再次相同：

2產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)

這里用加法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。

random_num寄存器沒有初始化，所以它的初始值是不確定的，然后隨著每次吃食物的時間不確定性，random_num+999就是一個非常具有隨機(jī)數(shù)特征的數(shù)。

每當(dāng)蛇吃掉一個食物，就要同時產(chǎn)生一個新的食物，游戲中采用隨機(jī)數(shù)高六位為食物x的坐標(biāo)，低五位為食物y坐標(biāo)。

生成食物坐標(biāo)的代碼如下：

如果 apple_x滿足條件 random num[10:5]> 38（代表食物x坐標(biāo)與顯示器最右邊邊框重合），那apple_x值就取 random num[10:5]- 25，如果apple_x不滿足條件random num[10:5]> 38，就看apple_x滿不滿足 random_num[10:5]==0（代表食物x坐標(biāo)與顯示器最左邊邊框重合），如果apple_x滿足random_num[10:5]==0，apple_x就取1，否則apple_x就取random_num[10:5]。

apple_y 同理。

3完整代碼

apple_generate.v的完整代碼如下：

//食物（蘋果）產(chǎn)生控制模塊
//初始化給定一個食物坐標(biāo)，輸入蛇頭坐標(biāo)跟食物坐標(biāo)對比來判斷是否吃掉食物，如果被吃掉，就產(chǎn)生新的蘋果坐標(biāo)
module apple_generate(
 input clk, //時鐘25MHz
 input rst_n,//系統(tǒng)復(fù)位
 
 input [5:0]head_x,//蛇的頭部x軸坐標(biāo)
 input [5:0]head_y,//蛇的頭部y軸坐標(biāo)
 
 output reg [5:0]apple_x,//蘋果的x軸坐標(biāo)
 output reg [4:0]apple_y,//蘋果的y軸坐標(biāo)


 output reg add_cube//蛇吃掉一個蘋果標(biāo)志
);


 reg [31:0]clk_cnt;
 reg [10:0]random_num;//寄存器沒有初始化
 
 always@(posedge clk)
  random_num <= random_num + 999; ?//用加法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù) ?
 ? ?//隨機(jī)數(shù)高六位為食物x的坐標(biāo)，低五位為蘋果Y坐標(biāo)
 ?
 ?always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
 ? ?if(!rst_n) begin
 ? ? ?clk_cnt <= 0;
 ? ? ?apple_x <= 24;
 ? ? ?apple_y <= 10;
 ? ? ?add_cube <= 0;
 ? ?end
 ? ?else begin
 ? ? ?if(apple_x == head_x && apple_y == head_y) begin//當(dāng)蛇頭坐標(biāo)和蘋果坐標(biāo)一樣時，表示蛇吃掉一個蘋果
 ? ? ? ?add_cube <= 1;
 ? ? ? ?apple_x <= (random_num[10:5] > 38) ? (random_num[10:5] - 25) : (random_num[10:5] == 0) ? 1 : random_num[10:5];
    apple_y <= (random_num[4:0] > 28) ? (random_num[4:0] - 3) : (random_num[4:0] == 0) ? 1:random_num[4:0];
   end  //判斷隨機(jī)數(shù)是否超出頻幕坐標(biāo)范圍 將隨機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)換為下個蘋果的X Y坐標(biāo)
    
    //如果 apple_x滿足條件 random num[10:5] > 38，那apple_x值就取 random num[10:5] - 25
    //如果apple_x不滿足條件random num[10:5] > 38，就看apple_x滿不滿足 random_num[10:5] == 0，
    //如果apple_x滿足random_num[10:5] == 0，apple_x就取1， 否則apple_x就取random_num[10:5]
    //random num[10:5] > 38是蘋果x坐標(biāo)到顯示器最右邊（邊框）
    //random_num[10:5] == 0是蘋果x坐標(biāo)到顯示器最左邊（邊框）
    //apple_y 同理
   else
    add_cube <= 0;
 ? ? ?end
 ? ?end
endmodule