【友晶科技】基于FPGA的贪吃蛇游戏设计（一）——整体介绍_fpga贪吃蛇小游戏

作者：不正经 | 2024-05-17 12:26:49

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fpga贪吃蛇小游戏

基于FPGA的贪吃蛇游戏设计

DE10-Standard/DE1-SoC/DE2-115

贪吃蛇游戏源于1976年，是一款非常经典的游戏，这里不过多介绍，直接开始在FPGA上设计吧！

（本文为设计的总体介绍，关于每个模块的实现参见后期连载文章。）

硬件平台：DE10-Standard、DE1-SoC和DE2-115三选一

软件平台：Quartus 18.1

其他配件：一根VGA线，一台VGA 显示器

本系统要用到开发板的4个按键、4个滑动开关和3个数码管，然后外接1个VGA显示器。

游戏分四个状态：

RESTART：系统复位以后进入重启状态，显示器先显示贪吃蛇的欢迎界面“欢迎来到贪吃蛇游戏Gluttonous Snake Game on FPGA”，6秒后显示游戏难度的选择界面，系统等待难度选择信号。

START：游戏有三个难度，使用滑动开关SW[2:0]选择其中一个难度后系统进入开始状态，此时按KEY0-KEY3的任意一个键可触发游戏进入PLAY状态。

PLAY：在该状态下蛇身移动，按上、下、左、右键改变蛇身方向。每吃掉一个食物后蛇身增长一格，蛇身最长16格。每次吃的食物个数会被累计并在数码管上实时显示。

DIE：当蛇撞到四周的墙壁，或者咬到自身或者累计分数达到100分时蛇闪烁3秒，然后VGA显示器显示总分，游戏结束。

系统模块如下图，下面对每个模块的功能进行简要说明，具体实现方法参考源码中文注释以及后期连载的8篇文章。

snake_top.v: 最顶层模块，例化一个个子模块，并完成子模块之间的连接以及子模块与外部信号的连接。

game_ctrl_unit.v: 游戏状态控制单元，控制游戏状态的转变和不同状态下的输出。

snake.v:控制蛇身运动方向以及蛇身增长。

apple_generate.v：通过加法随机产生食物坐标。

VGA_control.v:控制VGA的显示，包括显示色块，字符和图片。

ROM IP:存储图片内容。

score_ctrl.v：累计游戏得分并将其转换成BCD码。

seg_display.v：控制数码管显示。

PLL IP：将系统时钟50MHz分频出25MHz。系统参考时钟是50MHz，但是VGA显示选择640*480@60Hz，像素时钟是25MHz，所以其他模块时钟都用25MHz。

从系统RTL Viewer图也可以看到50MHz系统时钟进入PLL被分频为25MHz以后传递给系统其他每个模块：

DE10-Standard开发板引脚分配：

友晶DE10-Standard\DE2-115\DE1-SOC FPGA贪吃蛇VGA显示纯RTL实现

DE10-Standard工程下载：

关注“友晶Terasic”公众号可获取源码下载地址。

移植到DE1-SOC、DE2-115时代码无需改变，只需修改引脚分配即可。

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