—基于vhdl的簡易計算器的設計

1、本科畢業(yè)設計開題報告 題 目： 基于vhdl的簡易計算器的設計 院 （系）： 電氣與信息工程學院 班 級： 電技09-1班 姓 名： 朱厚磊 學 號： 08號 指導教師： 杜艷秋 教師職稱： 講 師 黑龍江科技學院本科畢業(yè)設計開題報告題 目基于VHDL的簡易計算器的設計來源工程實際1、 研究目的和意義隨著社會的發(fā)展，科學的進步，人們的生活生活水平在逐步的提高，尤其是微電子技術的發(fā)展，猶如雨后春筍的變化。電子產(chǎn)品的更新速度快就不足驚奇了?，F(xiàn)如今計算器在人們的日常生活中比較常見的電子產(chǎn)品之一，人們的日常生活已經(jīng)離不開計算器了，社會各個角落都有它的身影，比如商店、辦公室、學校如何使計算器技術更加的成

2、熟，充分利用已有的軟件和硬件條件，設計出更出色的計算器，使其更好地為各個行業(yè)服務，成了如今電子領域重要的研究課題。因此設計一款使用簡單的計算器會有很大的實際意義。設計和制作該計算器，將所學的專業(yè)理論知識和科研開發(fā)能力結合起來，做到理論聯(lián)系實際，提高自身實際動手能力和科研能力。能設計出實際產(chǎn)品嗎？這句話明顯與前面一段不成整體啊2、發(fā)展情況(文獻綜述) 最早的計算工具誕生在中國。 中國古代最早采用的一種計算工具叫籌策，又被叫做算籌。這種算籌多用竹子制成，也有用木頭，獸骨充當材料的約二百七十枚一束，放在布袋里可隨身攜帶。 直到今天仍在使用的珠算盤，橫線沒去掉啊是中國古代計算工具領域中的另一項發(fā)明，明

3、代時的珠算盤已經(jīng)與現(xiàn)代的珠算盤幾乎相同。 17世紀初，西方國家的計算工具有了較大的發(fā)展，英國數(shù)學家納皮爾發(fā)明的納皮爾算籌，英國牧師奧卻德發(fā)明了圓柱型對數(shù)計算尺，這種計算尺不僅能做加減乘除、乘方、開方運算，甚至可以計算三角函數(shù)，指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)，這些計算工具不僅帶動了計算器的發(fā)展，也為現(xiàn)代計算器發(fā)展奠定了良好的基礎，成為現(xiàn)代社會應用廣泛的計算工具。 1642年，年僅19歲的法國偉大科學家帕斯卡引用算盤的原理，發(fā)明了第一部機械式計算器，在他的計算器中有一些互相聯(lián)鎖的齒輪，一個轉(zhuǎn)過十位的齒輪會使另一個齒輪轉(zhuǎn)過一位，人們可以像撥電話號碼盤那樣，把數(shù)字撥進去，計算結果就會出現(xiàn)在另一個窗口中，但是只能做

4、加減計算。1694年，萊布尼茲在德國將其改進成可以進行乘除的計算。此后，一直要到20世紀50年代末才有電子計算器的出現(xiàn)。1956年，美國貝爾實驗室用晶體管代替真空管，制成了世界上第一臺全晶體管計算器Lepreachaun。它使計算器的體積、重量、耗電都大為減少，但是計算能力較差。至60年代，世界上已產(chǎn)了3萬多臺晶體管計算器，運算速度達到了每秒300萬次，逐步發(fā)展成了計算機現(xiàn)在，除了日本、美國以外，歐亞的多功能計算機發(fā)展也很迅速。計算器的發(fā)展在其設計上，普遍追尋用簡單經(jīng)濟的技術芯片實現(xiàn)功能齊全的市場產(chǎn)品如日本卡本歐Casio FX系列科學計算器、佳能（Canon）WS、信發(fā)TR 12位數(shù)電子計算

5、器等，功能齊備，運算精確但都使用了自家的專用集成芯片，市場價格在100元至幾百元不等。國外電子計算器正向著智能化、高精度、小體積方向發(fā)展，所以用單片機實現(xiàn)多功能計算器的設計是很具有推廣性的。中國近年來。國內(nèi)電子計算機發(fā)展也比較迅速，不少廠家還推出了與卡西歐科學計算器功能類似的產(chǎn)品，一定程度上實現(xiàn)了計算器芯片的國產(chǎn)化，但價格依然較高，擴展功能也不足。這充分表明了我們國家的多功能計算器發(fā)展中還存在著一定的問題，具有很大的發(fā)展空間?，F(xiàn)在市場上的計算器類型也是數(shù)不勝數(shù)，例如，深圳金泰富電子有限公司生產(chǎn)的計算器有臺式、直尺、鑰匙扣和一些新開發(fā)的卡片計算器等。具有形狀多樣化，功能越趨多功能化。但具備計時模

6、式的計算器并不多見。3、研究/設計的目標：設計一個完整的8位基本計算器，輸入數(shù)據(jù)為8位二進制數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)加減乘除四則運算。并且要求：1. 鍵盤硬件的正確連接與鍵盤的特性和數(shù)據(jù)的正確讀入2. 數(shù)碼管顯示器件的特性及硬件的正確鏈接和數(shù)據(jù)的正確顯示3. 內(nèi)部數(shù)制的格式和正確變換4. 鍵盤包括，09數(shù)字鍵，+、-、x、/、=、C鍵。 4、設計方案：過于簡單，非常過于簡單。這個地方需要重寫，完全的重寫。 計算器的核心部件是運算器，當有數(shù)據(jù)輸入時，首先將數(shù)據(jù)放在寄存器中，然后送入運算器中進行運算，最后將輸出結果放入寄存器中輸出。設有操作碼op,通過對操作碼的選擇實現(xiàn)加減乘除運算。程序流程圖： 5、方案的可

7、行性分析：本設計采用vhdl語言,現(xiàn)在廣為流傳的vhdl語言，描述能力強，覆蓋面廣，抽象能力強，所以采用vhdl建立硬件模型可以解決原器件過多而導致設計復雜的問題且很容易做成ASIC芯片，使設計過程達到高速自動化并能夠在設計完成后在你確定要再這個軟件下仿真？我們用的時quartusII吧quartusII進行電路的模擬仿真6、設計產(chǎn)品的主要用途和應用領域：計算器不只是在我問日常計算中有著使用，通過對其專業(yè)定制，可以廣泛的應用在金融，軍事，安全，醫(yī)療等領域，作為重要的一個領域，教育，更是有著良好的使用，適當?shù)囊龑W生正確使用計算器，在學生階段將其作為一種求證結果的工具，在工作以后作為一種提高效率

8、的工具?？梢哉f任何行業(yè)離不開計算，針對對象的計算器開發(fā)前景非常廣大7、時間進程:第10周: 確定設計題目，下達任務。第11周: 了解VHDL,計算器系統(tǒng)相關信息并進行資料收集。第12周: 整理資料，列出提綱。第13周: 開題報告，開題答辯。第16周: 對VHDL,計算器系統(tǒng)相關知識系統(tǒng)學習。第17-20周：學習相關仿真軟件的使用方法：ASIC芯片、MAX+PULSII軟件。第1-2周：利用仿真軟件調(diào)試,仿出波形圖。第3-5周：數(shù)據(jù)整理和校正，撰寫論文。第6周：修改論文。第7周：完善設計方案，得到最終結果。第8周：準備畢業(yè)答辯。8、參考文獻：1王行,熊壽奎,李衍. EDA技術入門與提高M .西安

9、:西安電子科技大學出版社,2009,4.2 潘松.VHDL實用教程M .成都:電子科技大學出版社,2000.3 辛春艷.VHDL硬件描述語言M .北京:國防大學出版社,2002.4 徐志軍.大規(guī)模可編程邏輯器件及其應用M .成都:電子科技大學出版社,2000.5 侯聰玲,趙文龍.基于VHDL技術的數(shù)字頻率計的設計M .現(xiàn)代電子技術,2009, 6 :98-100.7 董秀潔,楊艷.基于VHDL語言的數(shù)字頻率計的設計與仿真J .河南工程學院學報(自然科學版) ,2008,20(4) :59-61.8 曾仁賢,李少義.基于VHDL的簡易數(shù)字頻率計的設計與實現(xiàn)J.科技廣場,2007, 9 :230-231.10 熊亞梅.基于VHDL的簡易數(shù)字頻率計的