4位数加法计算器的设计—电子线路实现训练.doc

四川师范大学成都学院 4位数加法计算器的设计 —电子线路实现训练 学生姓名 学 号 所 在 系 通信系 专业名称 通信工程 班 级 2009级通信工程2班 指导教师 刘强、段纯爽 四川师范大学成都学院 二○一一年六月 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc297283248 一、设计任务 PAGEREF _Toc297283248 \h 1 HYPERLINK \l _Toc297283249 二、方案与论证 PAGEREF _Toc297283249 \h 1 HYPERLINK \l _Toc297283250 （一） 控制器的选择 PAGEREF _Toc297283250 \h 1 HYPERLINK \l _Toc297283251 （二）显示器的选择 PAGEREF _Toc297283251 \h 2 HYPERLINK \l _Toc297283252 三、系统硬件设计 PAGEREF _Toc297283252 \h 3 HYPERLINK \l _Toc297283253 （一）系统总框图 PAGEREF _Toc297283253 \h 3 HYPERLINK \l _Toc297283254 （二）原理图设计 PAGEREF _Toc297283254 \h 3 HYPERLINK \l _Toc297283255 四、系统软件设计 PAGEREF _Toc297283255 \h 5 HYPERLINK \l _Toc297283256 五、总结与展望 PAGEREF _Toc297283256 \h 5 HYPERLINK \l _Toc297283257 六、参考文献 PAGEREF _Toc297283257 \h 6 HYPERLINK \l _Toc297283258 附录一：系统总电路 PAGEREF _Toc297283258 \h 7 HYPERLINK \l _Toc297283259 附录二：系统功能测试 PAGEREF _Toc297283259 \h 8 HYPERLINK \l _Toc297283260 四则运算如图： PAGEREF _Toc297283260 \h 8 HYPERLINK \l _Toc297283261 时钟显示如图：（创新部分） PAGEREF _Toc297283261 \h 8 HYPERLINK \l _Toc297283262 附录三：系统PCB图 PAGEREF _Toc297283262 \h 9 HYPERLINK \l _Toc297283263 附录四：源代码 PAGEREF _Toc297283263 \h 10 电子线路实现训练 PAGE 28 4位数加法计算器的设计 —电子线路实现训练 一、设计任务 系统通过4×4的矩阵键盘输入数字及运算符。 可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E 可以进行加法以外的计算（乘、除、减）。 其他功能（时钟显示） 画出完整的电路原理图（包含电源部分）和PCB板图。 二、方案与论证 （一） 控制器的选择 控制器主要用于各模块控制对显示、计算等。控制器的选择有以下三种方案。 方案1： 8位AT89S51 AT89S51是ATMEL公司生产，该单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。 方案2： 采用FPGA（现场可编程门列阵）作为系统的控制器。 FPGA采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制核心。但由于本设计对数据处理的速度要求不高，FPGA的高速处理的优势得不到充分体现，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同时由于芯片的引脚较多，实物硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。 方案3: 32位LM3S615 LM3S615采用为小型嵌入式应用方案而优化的32位ARM?CortexTM-M3 v7M结构，可兼容Thumb?的Thumb-2专用指令集处理器内核，可提高代码密度，50-MHz操作。但其成本太高，故在本系统中不宜采用。 综上述：控制器方案1。 （二）显示器的选择 在本计算器系统控制过程中，系统需要对运行的结果做必要的显示。我们考虑有以下三种显示方案。 方案1：LCD液晶屏 液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强的特点。但由于只需要显示时间和转向、相数这样的数