数电实验二：简易计算器实验报告

数电实验2实验报告1、设计修改方案（1）加入编码器连接 4 选一数据选择器，控制进行运算的种类sw33.Omux 4I Inputx3.Osub13.Oy3.0sub23.OsOadd13.Osiadd23.Omul13.Omul23.Odiv13.Odiv23.0编码器模块程序module en code (a,b); in put3:0 a; wire3:0 a; output1:0 b;reg1:0 b; always(a) begin case(a)4b0111:b=2b00;4b1011:b=2b01;4b1101:b=2b10;4b1110:b=2b11; default:bv=2b00; endcase enden dmodule算方法。encode1 a3.Ob1.0inst11inst13编码器模块功能：用4个单独的单位负脉冲 按键对计算进行控制，4个按 键不按时全部为1111，当第 一个按键按下后，输入变为 0111,则编码器输出00 （执 行除法），当第二个按键按下 后，输入变为1001，则编码 器输出01 （执行乘法），同理 按下第三、四个键时则输出 10、11。以此控制计算器的计（2）修改了输出端数据选择器的程序，使得当计算器没有任何输入时，结果显示保持为 0，并且利用芯片自身的灭零管脚，让显示结果中，当十位为零时，十 位的零不显示。2、实验数据及分析（1）修改后电路图（附后）（2）仿真波形设置输入 2 个 4 位二进制数为 0110（十进制 6）和 0010（十进制 2），计算 方式控制SW3:0设为0111，即模拟除法操作，加入时钟信号。模拟除法波形：J PE mIB0 0 m 240.0 ni 32t 0 az-iam d tc ifiD.a 皿 d o =iiiM0D jfi TZU 0 n= KOD k3前 D 皿9fiD.Q nsiiL7.3S nzcllcl:7i丁 imuiiuur ir.Rijuuuiiuuiniuinnnnnjirjjuimjr.-jinnnnnfuuir T.mnn:nfMiwuifuinii -/uuinnfuinm;LEWLEHI-O ant(:L三1:TIFLndI “E-323可以看到十位（商）的数码管显示中， 1、2、3、4、7 段亮，显示为数字 3，而 个位（余数）显示 1、2、3、4、5、6 段亮，显示数字 0，相当于计算出 6 除 2 商3 余 0。满足计算要求。模拟乘法波形：（SW3:0设为1011，其他输入同上）didLEJOLEDL曰DU1-outB-out5-out 电-M 31-out Z-utl-outo1*1 =1 Hd .-L-1i-i-iiiii- -1L1-1-1_L_n r1 Li_r1_ r-i i-11i i i i i iL r1_ Li n斛b呢腕百渊凹第险寓略3巧榨独粹処电畑暁n1nrLni1nrrr11nrrrri11rrrni1 Li ij iii iiii ii ii iii|iiji_iLLjjij i_nl-l de 10. 0 ile 20. 0 de 50.0 de 40. D 90. &D. 0 匹 70. ilz 80. 0 he 30. 0 de 100. 0 jie 1D. 1Z0. zli;IiiiiiiiiiB.9T9 heJ可以看到个位的数码管显示中，1、4、5、6段亮，显示为C（化为十进制为 12），而十位一直显示 1、 2、 3、 4、 5、 6 段亮，显示数字 0，相当于计算出6 乘 2等于0C,即等于12。当改变输入4和2是，显示结果为8,。满足计算要求。模拟加法波形：（SW3:0设为1101，其他输入同上）匸一 ll IS星 sad 貝 sZRZml: S目口 ssrl: 冥S S直SL1-J 1J TJ -J TJ -J -J .LBr5r! .L321 t t t t f t t L u _u u u u u LEDu日可以看到个位的数码管显示中， 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7 段全亮，显示为数字 8，而十位一直显示 1、 2、 3、 4、 5、 6 段亮，显示数字 0，相当于计算出 6 加 2 等于 08，即等于 8。满足计算要求。模拟减法波形：（SW3:0设为1110，其他输入同上）可以看到个位的数码管显示中， 2、 3、 6、 7 段亮，显示为数字3，而十位一 直显示 1、 2、 3、 4、 5、 6 段亮，显示数字 0，相当于计算出 6 减 2 等于 03，即 等于 3。满足计算要求。从上面加减乘除四种功能运算的波形仿真可以看出，本实验设计能够正确完成对 输入数字的上述四种运算。满足题目要求。（3）硬件测试 修改后的管脚分配如下Node NameDirectionLocationclklInputPLN 23LEDOOutputPIN 2D0LED1OutputPIN 203ui60OutputPM 6aut5OutputPN U0ut4OutputPIN 201cutOutputPIN 2D5ui2OutputPIN 5uilOutputPIN 0ui0OutputPN 11sw3InputPIN 56sw2Inpu tPIN 145swlInputPLN 144sw0InputPN 14Sx0InputPIN 104k1InputRM 103灿刀InputPIN 102翊Inpu tPIN 101yoInputPIN供yiInputPIN S7于罔InputPIN?6InputPIN S5按照以上管脚分配将电路拷入实验箱。8 个拨码开关分为两组用于设置想要 输入的两个4 位二进制数。当4个单独的负脉冲按键都没有被按下时，电路默认 为除法操作，将左边四个拨码开关拨为“0110”（即x=6）,右边4个拨码开关拨 为“0010”（即Y=2）时，数码管显示30,说明6除2商3余0,结果正确，该 输入X=4，Y=3，则显示11,即4除3商1余1,结果正确。保持X=4，Y=3当按 下最左边的负脉冲按键时，执行减法操作，数码管显示为 1，即 4-3=1，修改 x=8， Y=3后，数码管显示5,即8-3=5,结果正确。同理，拨动拨码开关使X=4, Y=3, 当按下左数第二个的负脉冲按键时，执行加法操作，数码管显示为 7，即 4+3=7， 重复置数测试结果都正确。当按下左数第三个的负脉冲按键时，执行加乘操作， 使X=4, Y=2，数码管显示为8, X=6, Y=2时，数码管显示为C（12）,重复测试 结果正确。并且除了除法操作以外，其余计算中当十位为 0时，则十位的0自动 熄灭。总之,经过实验箱硬件测试,本次试验设计的简易计算器完全符合选题要求, 功能正确3、总结与体会（1）故障分析及解决方案简易计算器作为第二次选题试验,难度在所有选题中并不算高,而且设计思路很 明确。但是在整个为期4天的设计测试过程中依然遇到很很多很多的问题,在波 形模拟正确的前提下,进行硬件测试的过程也出现了了很多故障。首先就是加减 乘除的控制问题,由于8个拨码开关全部用于置数,那么控制计算方式的开关就 只能用矩阵键盘。但是按照组合电路设计好并分配管脚后不管按不按键盘,计算 方式都默认为除法没有任何改变。后来在老师的指导下使用了边上四个单独的负 脉冲按键，并且用程序编了一个编码器。第一次测试失败的原因是貌似那个试验 箱的四个负脉冲按键不好使，当时觉得是程序不对，后来我们组另一个人在他箱 子上测试可以控制，这才算解决问题。另外还有显示的环节，数码管不管怎么样 都显示两个8,电路程序模拟波形都没问题，后来问别的同学才发现CLK输入没 加分频器，直接 50MHZ 就进去了，使数码管显示混乱，加了 7 个 10 分频的 74290 后，显示就正常了。2）心得体会