开题报告—基于vhdl的简易计算器的设计

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1、 1 本科毕业设计开题报告 题 目： 基于 vhdl 的简易计算器的设计 院 （系） ： 电气与信息工程学院 班 级： 电技 09-1 班 姓 名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 讲 师 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告 2 题 目 基于 VHDL 的简易计算器的设计 来源 工程实际 1、 研究目的和意义 随着社会的发展，科学的进步，人们的生活生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发 展，犹如雨后春笋的变化。电子产品的更新速度快就不足惊奇了。现如今计算器在人们的日常生 活中比较常见的电子产品之一，人们的日常生活已经离不开计算器了，社会各个角落都有它的身

2、 影，比如商店、办公室、学校如何使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条 件，设计出更出色的计算器，使其更好地为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。 因此设计一款使用简单的计算器会有很大的实际意义。设计和制作该计算器，将所学的专业理论 知识和科研开发能力结合起来，做到理论联系实际，提高自身实际动手能力和科研能力。 2、发展情况(文献综述) 最早的计算工具诞生在中国。 中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策，又被叫做算筹。这种算筹多用竹子制成， 也有用木头，兽骨充当材料的约二百七十枚一束，放在布袋里可随身携带。 直到今天仍在使用的珠算盘，是中国古代计算工具领域中的另一项发明，明

3、代时的珠 算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。 17 世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的“纳皮尔 算筹“，英国牧师奥却德发明了圆柱型对数计算尺，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、 开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算 器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。 1642 年，年仅 19 岁的法国伟大科学家帕斯卡引用算盘的原理，发明了第一部机 械式计算器，在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮，一个转过十位的齿轮会使另一个齿 轮转过一位，人们可以像拨电话号码盘那样，把数字拨进去，计算结果就会出现在

4、另一个 窗口中，但是只能做加减计算。1694 年，莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计 算。此后，一直要到 20 世纪 50 年代末才有电子计算器的出现。 3 1956 年，美国贝尔实验室用晶体管代替真空管，制成了世界上第一台全晶体管计算器 Lepreachaun。它使计算器的体积、重量、耗电都大为减少，但是计算能力较差。至 60 年代，世 界上已产了 3 万多台晶体管计算器，运算速度达到了每秒 300 万次，逐步发展成了计算机现在， 除了日本、美国以外，欧亚的多功能计算机发展也很迅速。计算器的发展在其设计上，普遍追寻 用简单经济的技术芯片实现功能齐全的市场产品如日本卡本欧 Casio F

5、X 系列科学计算器、佳能 （Canon）WS、信发 TR 12 位数电子计算器等，功能齐备，运算精确但都使用了自家的专用集成芯 片，市场价格在 100 元至几百元不等。国外电子计算器正向着智能化、高精度、小体积方向发展， 所以用单片机实现多功能计算器的设计是很具有推广性的。 中国近年来。国内电子计算机发展也比较迅速，不少厂家还推出了与卡西欧科学计算器功能 类似的产品，一定程度上实现了计算器芯片的国产化，但价格依然较高，扩展功能也不足。这充 分表明了我们国家的多功能计算器发展中还存在着一定的问题，具有很大的发展空间。现在市场 上的计算器类型也是数不胜数，例如，深圳金泰富电子有限公司生产的计算器有

6、台式、直尺、钥 匙扣和一些新开发的卡片计算器等。具有形状多样化，功能越趋多功能化。但具备计时模式的计 算器并不多见。 3、研究/设计的目标： 设计一个完整的 8 位基本计算器，输入数据为 8 位二进制数，能够实现加减乘除四则运算。 并且要求： 1.键盘硬件的正确连接与键盘的特性和数据的正确读入 2.数码管显示器件的特性及硬件的正确链接和数据的正确显示 3.内部数制的格式和正确变换 4.键盘包括，09 数字键，+、-、x、/、=、C 键。 4 4、设计方案： 计算器的核心部件是运算器，当有数据输入时，首先将数据放在寄存器中，然后送入运算器 中进行运算，最后将输出结果放入寄存器中输出。设有操作码 op,通过对操作码的选择实现加减乘 除运算。 程序流程图： 5、方案的可行性分析： 本设计采用 vhdl 语言,现在广为流传的 vhdl 语言，描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，所 以采用 vhdl 建立