北邮数电实验四报告.doc

北邮数电实验四报告 一、要求要求： 设计制作一个简易计算器，实现最大输入两位十进制数字的加减乘运算。 基本要求： 1、 实现最大输入两位十进制数字的加减乘运算；八个拨码开关按两位8421bcd码输入。 2、 能够实现多次连算，如 12+34×56-78=2498。 3、 最大长度以数码管最大个数为限，溢出报警。 提高要求： 1、 有正负数区分。 2、 实现除法。 3、 其它扩展功能。 二、系统设计： 设计思路： 1、 将该程序进行分模块设计。可以将程序分为：主程序、译码模块和防抖模块。其中， 主程序负责将输入的数据进行存储，对数据进行运算，将数据输出到数码上等；防抖模块负责对按键输入的数防抖；译码模块负责对输入的数据进行译码。 2、 分模块进行相应模块的编写。 3、 对编好的模块进行测试。 4、 编写主程序并进行调试。 总体框图： 流程图： 分块设计： 输入模块：由符号开关和拨码开关构成。采用序列存储的方式存储相应的输入。 输入译码模块：将输入的符号序列转化成先用状态，以便选取对应的计算方法；将输入的8421bcd码转化成相应的两位十进制数。 数码显示模块：将寄存器内的数进行输出到数码管上。显示所输入的第一个数以及最后的结果。 计算模块：调用相应的计算方式，对所输入的数进行计算。 防抖模块：在用按键输入时，所得到的信号可能 会有抖动，因此加入此抖动电路。 三、仿真波形及波形分析： 分析 由图中可以看出，当输入1，按下“确定”，数字就输入到了寄存器中，输入“+”号，在输入一个数35，按下“确定”，该计算器就件寄存器中的数与第二次输入的数进行相加，得到结果47。此时该结果又被直接保存到了寄存器中，继续输入运算符“-”，输入第三个数18，按下“确定”，计算器对其做减法运算，得到结果29，该结果又在寄存器中存储着。继续后续输入相应符号，相应数字可以继续进行相应的计算，只要结果在之间，就可以一直进行计算。 四、源程序： 主程序： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_SIGNED.ALL; Entity lzjisuanqi is port; digital:OUT STD_LOGIC_VECTOR; clk:in std_logic; beep:out std_logic; num:in std_logic_vector; fuhao:in std_logic_vector ); end entity lzjisuanqi; architecture lz of lzjisuanqi is component transform port; cout: out integer range 0 to9); end component; component fangdou IS PORT; key_out:OUT STD_LOGIC_VECTOR ); end component; type state_type is ; signal state:state_type; type time_type is ; signal time1:time_type; signal num1:integer range 0 to9; signal result1:integer range -9999to9999; signal result2:integer range -9999to9999; signal cat0:integer range 0 to; signal cat1:integer range 0 to; signal cat2:integer range 0 to; signal cat3:integer range 0 to; signal cat4:integer range 0 to; signal cnt : integer range 0 to0000; signal clk_tmp : std_logic; si