EDA课程设计--2位十进制四则运算器电路

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1、 电子设计自动化 课程设计 题目：题目： 2 位十进制四则运算器电路 院（系）院（系） 专专 业业 届届 别别 班班 级级 学学 号号 姓姓 名名 任课任课老师老师 - 1 - 摘要摘要 电子设计自动化技术是将计算机技术应用于电子设计过程的一 门新技术，即 EDA 技术，它为电子系统的设计带来了革命性的变化。 其作为现代电子设计技术的核心，人们也越来越重视这方面的研究。 在 EDA 工具软件平台上， 对以硬件描述语言 HDL 为系统逻辑描述手段 完成的设计文件，自动完成文件编译、化简、分割、综合、布局布线 以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。 本次设计是基于 Quartus

2、II 9.0 来完成设计，QuartusII 是 Altera提供的FPGA/CPLD开发集成环境， 其设计工具完全支持VHDL、 Verilog 的设计流程；也可利用第三方的综合工具，如 Leonardo、 Spectrum、Synplify Por、FPGA ComplierII，并直接调用这些工具； 同时还具备仿真功能。 本次设计的目的是输入两个 2 位十进制数（099） ，输出它们的 四则运算（加减乘除）结果；调用 LPM_MULT、LPM_CONSTANT 及 LPM_DIVIDE 模块。实现的方法是利用四则运算的规律和原则进行初 步设计，然后进行调整和修改。经过精心的设计和合理的规

3、划，最终 完成设计的要求。即在设计的程序中随机的输入两个数，经过加法、 减法、乘法和除法的运算，可以得到正确的运算结果。同时也验证了 本次设计达到所有的设计要求。本设计的创新点在于，输入数是十位 和个位分开输入，这样操作更加简便。 - 2 - 目录 1 1 系统设计系统设计 3 3 一、设计要求.3 二、系统设计方案.4 2 2 单元电路设计单元电路设计 5 5 一、 加法单元.5 二、 减法单元.5 三、 乘法单元.5 四、 除法单元.6 3 3 软件设计软件设计 6 6 一、软件设计平台和开发工具.6.6 二、各模块程序设计.6 4 4 系统测试系统测试 1 12 2 一、 系统的功能测试

4、及步骤.12 二、 设计所采用的设备和型号12 结结 论论 1 13 3 参考文献参考文献 1 13 3 - 3 - 1、系统设计、系统设计 一、设计要求一、设计要求 要求： 输入两个 2 位十进制数 （099） ， 输出它们的四则运算 （加 减乘除） 结果； 可调用 LPM_MULT、 LPM_CONSTANT 及 LPM_DIVIDE 模块。 二、系统设计方案二、系统设计方案 1、系统设计思路： 据设计要求，本设计包含了三个部分，分别是输入部分，计算部 分和输出部分。 由输入端输入 2 个两位数数据和计算模式，计算部分 分别对这两个数据进行加、减、乘、除计算，最后由输出部分依据计 算模式选

5、择对应的结果输出。 依据计算结果我们可以知道在加法计算中， 输出在 0198 之间， 其结果要有 3 个 LED 灯来显示；减法输出需要 3 个 LED 灯显示， 其中 一个 LED 为当计算结果为负时用“F”代替“-”；乘法输出需要有 4 个 LED 灯来显示；除法输出需要 2 个 LED 灯来显示。从而可知，整体 输出应该设计 4 个 LED 灯来显示其结果。 另加上显示输入的数也需要 4 个 LED 灯，所以实验箱满足本设计要求。 2、总体方案的论证与比较 由输入数据的不同方式，本设计有 2 种输入方案，具体如下： 方案一 输入端接一个由一百进制的 VHDL 程序生成的原理图文件，则输

6、- 4 - 入数据可直接应用于四则运算，但要将输入在数码管上显示，故需另 做一个模块来将该百进制数显示在数码管上。 方案二 直接用两个十进制的模块作为一个输入， 这样输入数就可以直接 在数码管显示，但要在四则运算中，要将其合成一个百进制数，可将 其中一个十进制数作为十位数，另一个作为个位数。实现的方法是用 一个十进制数乘以 10,，再加上另一个十进制数就可以得到一个百进 制数。 本设计中采用了第二种方案， 因为第二种方案较第一种方案在输 入数据效率方面有了明显地提高，并且操作简便，快捷。 3、各功能块的划分与组成 输入第一个 数的十位 输入第一个 数的个位 输入第二个 数的十位 输入第二个 数