湖北第二师范学院计算机学院09计应
单片机课程设计
实验报告
课程设计名称：电子计算器
课程设计单位：10计应（1）班
课设小组成员：徐凡（1060310039）
凡平（1060310058）
彭浩（1060310045）
桂银（1060310010）
潘光卉（1060300033）
完成时间：2012年04月02日至2012年04月 24 日
单片机课程设计实验报告
课程设计题目：简易计算器
作品功能描述：当通过输入键盘数字时，能够在显示器上显示输出的数值，并且通过想实现的简单运算功能，实现计算器的加、减、乘、
除和清零，并将结果显示出来。
小组成员工作分工：徐凡：程序主框架的构造和主要功能函数的设计。
凡平：原理图的设计和硬件的焊接。
彭浩：基本功能函数的设计（“+，-，*，/”）。
桂银：程序流程图的设计和键盘扫描程序的实现。
潘光卉：编写文档和功能测试。
硬件电路设计：本设计中我们用的是AT89C52芯片,LCD1602 （PROTEUS中为LM016L）就是那个液晶屏，因为可以显示2行16个字符，故
叫做LCD1602.
11.0592M或12M晶振（CRYSTAL），两者均可，但要涉及到串口
需选用12MKEYPAD-SMALLCALC就是那个4X4键盘
电容20~30PF（CAP）,接最小电路
电容10PF主要接复位电路
RESPACK-8排阻，为20K的，一个引脚接正极，另8个引脚接
I/O口接RES电阻10K，接复位电路
实物照片：硬件原理图
原理说明：
1，上电后，屏幕初始化；
2，计算。按下数字键，屏幕显示要运行的第一个数字，再按下符号键，然后再按下数字键，屏幕显示要运算的第二个数字，最后按
下“=”号键，屏幕上显示出计算结果。
3，如果要再次计算，可以按下“ON/C”键清零，或者继续按下数字键，即可重新计算。
键盘使用说明如下：
按键功能说明：Array“+”实现两个数的相加
“-”实现两个数的相减
“×”实现两个数的乘积
“÷”实现两个数商的运算
“ON/C”计算器显示的清零和
接通电源
程序控制流程图：
软件设计：在程序设计方法上，模块化程序设计是单片机应用中最常用的程序设计方法。设计的中心思想是把一个复杂应用程序按整体功能
划分成若干个相对独立的程序模块，各模块可以单独设计、编写、
调试、然后组合起来，这种方法便于设计和调式，容易实现多个程
序共存，但是各个模块之间的连接有一定得难度。
根据需要我们可以采用自上而下的程序设计方法，此方法先从主程序开始设计，然后再编制各从属程序和子程序，层层细化逐步
求精，最终完成一个复杂程序的设计，这种方法比较符合人们的日
常思维，缺点是一级的程序错误会对整个程序产生影响。
程序调试中出现的问题及解决的办法：
1．算器无法实现连加现象。例如：顺序输入1+2=之后会显示结果为3，计然后继续输入+1，结果并不为4。错误原因我们认为是在获得结果3之后没有将数据3放入操作数缓存，所以我们在等号运算执行后的代码下面将计算机结果放入操作数缓存的代码，以此来实现计算器连加的功能。2．编程前要加流程图，这样会使思路清晰。
3．程序的结构要设计的合理，避免上下乱调用的现象，这样会使程序更加清晰化。
4．编程过程中要注意加注释或分割线，否则，在程序过长时容易变得很乱，不便于查找或更改。
5．计算器没有实现小数操作,因为数字存储我们用int来存放,进行相除功能的时候,也是用int计算,计算结果是整除的.没有小数位.
6．
收获，体会与建议
在此次课程设计中，通过团队的合作和网上找的资料，主要掌握了数码管显示的编程，数据在内部运算的编程方法。调试也是此次的重点，这其中最重要的就是软件的台式了，也是我们此次问题出现最多的地方，这要求我们队每个模块在整个程序中的作用了如子掌。通过此次课程设计，我们发现我们对程序的掌握还不够，尤其是单片机汇编语言掌握的不牢固。这次课程设计使我懂得实践的重要性，只有理论知识还远远不够，只有把所学的理论知识与实践相结合才算是掌握了所学的只是。
此次设计的单片机十分简易，只实现了基本的加减乘除，所以这次我们设计的计算器是并不实用的，但是通过本次课程设计，是我们了解到了如何使用单片机来进行计算器的设计，学会了如何对LCD灯进行控制，也学会了如何使用键盘来获得输入的数据，同时提高了我们的编程能力。在设计计算器的过程中我们遇到了很多问题，解决了这些问题之后，提高了我们自己动手解决问题得能力。
这次单片机设计中使我们对单片机有了更深的了解。单片机编程需要对电路的认真分析，然后画出流程图，善于查阅相关资料才能编出好的程序。这次单片机应用系统的设计中遇到很大的困难，主要原因是平时的只是掌握的不够，通过查阅很多资料和类似的论文，才做成的。由于时间仓促，经验少，只是局限，设计有一定得不足，但是通过此次设计自己的能力提高了不少，我会认真总结设计中的经验教训，为以后更多的设计做好铺垫。
参考文献：
[1]
https://www.doczj.com/doc/4016368008.html,/view/145cd13a580216fc700afddb.html?from=rec&pos=4&weig ht=14&lastweight=14&count=5 [2] ZigBee技术
https://www.doczj.com/doc/4016368008.html,/view/3085090.htm
#include"reg51.h"
#include"lcd1602.h"
#include"button.h"
char str1[6]={0};
char str2[6]={0};
char op = 0;
char result[6]={0};
int num1=0;
int num2=0;
int nresult=0;
char nIndex=0;
char xpos=0;
bit bover=0;//是o?否¤?计?算?玩a?
bit bop=0;//只?能¨1输o?一°?次??操¨′作á??符¤?
bit berror=0;//出?现?了￠?错?¨a误¨?
bit bnum2=0;//记?录?第ì¨2二t个?数oy字á?记?录?没?有?D..
bit bnum1=0;//记?录?按???下?第ì¨2一°?个?数oy字á?没?有?D
void main()
{
char key =0;
char flag=0;
int i=0;
LCD_initial();
while(1)
{
key = _GetKey();
delay(100);
if(key!=-1)
{
if(key<=9&&key>=0)//数oy字á?键¨1
{
if(berror==0)
{
if(bover==1)//计?算?完a¨o后¨?第ì¨2二t次??输o?入¨?数oy字á?
{
bover=0;
bnum1=0;
bnum2=0;
LCD_cls();
flag=0;
nIndex=0;
xpos=0;
bop=0;
for(i=0;i<6;i++)
{
str1[i]=0;
str2[i]=0;
result[i]=0;
}
}
if(flag==0) //第ì¨2一°?个?数oy字á?记?录?
{
if(nIndex>=5)//输o?入¨?的ì?数oy字á?过y长?è
berror=1; //记?录?有?D错?¨a误¨?
LCD_printc(xpos++,1,key+48);
LCD_prints(10,2,"Error!");
}
else if(nIndex < 5)
{
if(!(nIndex==0&&key==0))//第ì¨2一°?个?数oy字á?不?会¨￠是o?0
{
str1[nIndex++]=key+48;
bnum1=1;
LCD_printc(xpos++,1,key+48);
}
}
}
else if(flag==1)//第ì¨2二t个?数oy字á?记?录?
{
if(nIndex>=5)//输o?入¨?的ì?数oy字á?过y长?è
{
berror=1; //记?录?有?D错?¨a误¨?
LCD_printc(xpos++,1,key+48);
LCD_prints(10,2,"Error!");
}
else if(nIndex < 5)
{
if(!(nIndex==0&&key==0))//第ì¨2一°?个?数oy字á?不?会¨￠是o?0
{
str2[nIndex++]=key+48;
bnum2=1;//记?录?第ì¨2二t个?数oy字á?已°?按???下?...
LCD_printc(xpos++,1,key+48);
}
}
}
}
}
else if(key<=13&&key>=10)//操¨′作á??符¤?
{
if(berror==0&&bnum1) //没?有?D错?¨a误¨?出?现?,按???下?了￠?第ì¨2一°?个?数oy if(bop==0)
{
op=key;
flag=1;
nIndex=0;
if(key==10)// '/'
LCD_printc(xpos++,1,'/');
}
else if(key==11)// '*'
{
LCD_printc(xpos++,1,'*');
}
else if(key==12)// '-'
{
LCD_printc(xpos++,1,'-');
}
else if(key==13)// '+'
{
LCD_printc(xpos++,1,'+');
}
bop = 1;
}
}
else if(key==14)// "="
{
if(berror==0&&bnum2==1)//没?有?D错?¨a误¨?出?现?,按???下?了￠?第ì¨2二t个?数oy
{
bover=1;//已°?计?算?完a¨o
bnum2=0;//恢?愎1已°?前??的ì?
LCD_printc(xpos,0,'=');
if(13==op) //加¨?法¤?§
{
num1 = _atoi(str1);
num2 = _atoi(str2);
nresult=num1+num2;
if(nresult { berror=1; LCD_prints(10,2,"Error!"); } else if(nresult<=32767&&nresult>0) { _itoa(nresult,result); LCD_prints(0,2,result); } else { berror=1; LCD_prints(10,2,"Error!"); } } else if(12==op) //减?法¤?§ { num1 = _atoi(str1); num2 = _atoi(str2); nresult=num1-num2; _itoa(nresult,result); LCD_prints(0,2,result); } else if(11==op) //乘?法¤?§ { num1 = _atoi(str1); num2 = _atoi(str2); nresult=num1*num2; if(nresult { berror=1; LCD_prints(10,2,"Error!"); } else if(nresult>0&&nresult<=32767) { _itoa(nresult,result); LCD_prints(0,2,result); } else { berror=1; LCD_prints(10,2,"Error!"); } } else if(10==op) //除y法¤?§ { num1 = _atoi(str1); num2 = _atoi(str2); nresult=num1/num2; _itoa(nresult,result); LCD_prints(0,2,result); } } } else if(key==15)//ON/C键¨1 { for(i=0;i<6;i++) { str1[i]=0; str2[i]=0; result[i]=0; } bnum1=0; bnum2=0; num1=0; num2=0; op=0; xpos=0; nIndex=0; flag=0; bop=0; berror=0;// LCD_cls(); LCD_printc(0,1,'0'); } } delay(10); } } /***************************************** 1602LCD显?示o?头a?¤文?件t --------- 三¨y维?电ì?子á¨?工?è作á??室o¨°-----------芯?片?：êoAT89S52 晶?ì振?：êo11.0593M 描¨¨述o?：êo 作á??者?：êo陈?磊¤¨2 日¨?期¨2：êo2010/06/05 ******************************************/ #include"lcd1602.h" #include"reg51.h" /******************************************** LCD数oy据Y、?é控?制?口¨2定?§义°? ********************************************/ #define LCD_DATA P0 //LCD的ì?数oy据Y口¨2 sbit LCD_BUSY=LCD_DATA^7; //LCD忙|信?号?位? sbit LCD_RW=P2^1; //LCD读¨￠写??控?制? sbit LCD_RS=P2^0; //LCD寄?存??器??选?择? sbit LCD_EN=P2^2; //LCD使o1能¨1信?号? /******************************************** 检¨?测aLCD状á??态??，ê?看??它¨1是o?不?是o?还1在¨2忙|呢? ********************************************/ void LCD_check_busy(void) { while(1) { LCD_EN=0; LCD_RS=0; LCD_RW=1; LCD_DATA=0xff; LCD_EN=1; if(!LCD_BUSY)break; } LCD_EN=0; } /******************************************** LCD清?屏¨￠ ********************************************/ void LCD_cls(void) { LCD_check_busy(); LCD_RS=0; LCD_RW=0; LCD_DATA=1; LCD_EN=1; LCD_EN=0; } /************** //写??指?令￠?到ì?LCD ***************/ void LCD_write_instruction(unsigned char LCD_instruction) { LCD_check_busy(); LCD_RS=0; LCD_RW=0; LCD_DATA=LCD_instruction; LCD_EN=1; LCD_EN=0; } /*********************** //输o?出?一°?个?字á?节¨2数oy据Y到ì?LCD ************************/ void LCD_write_data(unsigned char LCD_data) { LCD_check_busy(); LCD_RS=1; LCD_RW=0; LCD_DATA=LCD_data; LCD_EN=1; LCD_EN=0; } /******************** //LCD光a标à¨o定?§位?到ì?x处?| *********************/ void LCD_set_position(unsigned char x) { LCD_write_instruction(0x80+x); } /* void LCD_go_home(void) //LCD光a标à¨o归¨|位? { LCD_write_instruction(LCD_GO_HOME); } */ /******************* //输o?出?一°?个?字á?符¤?到ì?LCD **********************/ void LCD_printc(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char lcd_data) { if(x<=16) { if(y==2)x+=64; LCD_set_position(x); LCD_write_data(lcd_data); } } /*********************** //输o?出?一°?个?字á?符¤?串??到ì?LCD ************************/ void LCD_prints(unsigned char x,unsigned y,unsigned char *lcd_string) { unsigned char i=0; if(x<16) { if(y==2)x+=64; LCD_set_position(x); while(lcd_string[i]!='\0') { LCD_write_data(lcd_string[i]); i++; } } } /******************** //初?始o?化?￥LCD **********************/ void LCD_initial(void) { LCD_write_instruction(LCD_AC_AUTO_INCREMENT|LCD_MOVE_DISENABLE); LCD_write_instruction(LCD_DISPLAY_ON|LCD_CURSOR_OFF); LCD_write_instruction(LCD_DISPLAY_DOUBLE_LINE); LCD_cls(); }//******************END********************** #include "button.h" void delay(char i) //延时函数{ int j=0; for(;i>0;i--) for(j=0;j<125;j++); } char _GetKey() { int key=-1; int i=500; P3=0xf0; if((P3 & 0xf0)!=0xf0) { P3=0xfe; i=500; while(i--); if((P3 & 0xfe)==0xee) { key = 7; } if((P3 & 0xfe)==0xde) { key = 8; } if((P3 & 0xfe)==0xbe) { key = 9; } if((P3 & 0xfe)==0x7e) { key = 10; } P3=0xfd; i=500; while(i--); if((P3 & 0xfd)==0xed) { key = 4; } if((P3 & 0xfd)==0xdd) { key = 5; } if((P3 & 0xfd)==0xbd) { key = 6; } if((P3 & 0xfd)==0x7d) { key = 11; } P3=0xfb; i=500; while(i--); if((P3 & 0xfb)==0xeb) { key = 1; } if((P3 & 0xfb)==0xdb) { key = 2; } if((P3 & 0xfb)==0xbb) { key = 3; } if((P3 & 0xfb)==0x7b) { key = 12; } P3=0xf7; i=500; while(i--); if((P3 & 0xf7)==0xe7) { key = 15; } if((P3 & 0xf7)==0xd7) { key = 0; } if((P3 & 0xf7)==0xb7) { key = 14; } if((P3 & 0xf7)==0x77) { key = 13; } } return key; } int _atoi(char str[]) //把字符串转换成数字 { int result=0; int nlen=0; int i; if(str[0]=='0') { return 0; } for(i=0;i<6;i++) { if(str[i]==0) { nlen = i; break; } } for(i=0;i { result = 10*result + str[i]-48; } return result; } 提示： 1.为了环保，每组只需提交一份纸质版，但是每人须提交一份电子版！同组的每个成员必须独立完成该项目中的一部分。 2.报告文件名称为：学号+姓名+题目 3.提交：keil整个工程文件夹+proteus仿真+ 报告(RAR压缩-文件名同报告名) 4.提交产品实物（每组一份） 电子信息工程学系实验报告 课程名称：单片机原理及接口应用Array实验项目名称：51定时器实验实验时间： 班级：姓名：学号： 一、实验目的: 熟悉keil仿真软件、protues仿真软件的使用和单片机定时程序的编写。了解51单片机中定时、计数的概念，熟悉51单片机内部定时/计数器的结构与工作原理。掌握中断方式处理定时/计数的工作过程，掌握定时/计数器在C51中的设置与程序的书写格式以及使用方法。 二、实验环境: 软件：KEIL C51单片机仿真调试软件，proteus系列仿真调试软件 三、实验原理： 1、51单片机定时计数器的基本情况 8051型有两个十六位定时/计数器T0、T1，有四种工作方式。MCS－51系列单片机的定时/计数器有几个相关的特殊功能寄存器： 方式控制寄存器TMOD； 加法计数寄存器TH0、TH1 （高八位）;TL0、TL1 （低八位）； 定时/计数到标志TF0、TF1（中断控制寄存器TCON） 定时/计数器启停控制位TR0、TR1（TCON） 定时/计数器中断允许位ET0、ET1（中断允许寄存IE） 定时/计数器中断优先级控制位PT0、PT1（中断优IP） 2、51单片机的相关寄存器设置 方式控制寄存器TMOD: TMOD的低四位为T0的方式字，高四位为T1的方式字。TMOD不能位寻址，必须整体赋值。TMOD各位的含义如下: 1. 工作方式选择位M1、M0 3、51单片机定时器的工作过程（逻辑）方式一 方式1：当M1M0=01时，定时器工作于方式1。 T1工作于方式1时，由TH1作为高8位，TL1作为低8位，构成一个十六位的计数器。若T1工作于定时方式1，计数初值为a，晶振频率为12MHz，则T1从计数初值计数到溢出的定时时间为t =（216－a）μS。 4、51单片机的编程 使用MCS－51单片机的定时/计数器的步骤是： ．设定TMOD，确定： 工作状态(用作定时器/计数器)； 工作方式； 控制方式。 如：T1用于定时器、方式1，T0用于计数器、方式2，均用软件控制。则TMOD的值应为：0001 0110，即0x16。 ．设置合适的计数初值，以产生期望的定时间隔。由于定时/计数器在方式0、方式1和方式2时的最大计数间隔取决于使用的晶振频率fosc，如下表所示，当需要的定时间隔较大时，要采用适当的方法，即将定时间隔分段处理。 计数初值的计算方法如下，设晶振频率为fosc，则定时/计数器计数频率为fosc/12，定时/计数器的计数总次数T_all在方式0、方式1和方式2时分别为213 = 8192、216 = 65536和28 = 256，定时间隔为T，计数初值为a，则有 T = 12×(T_all – a)/fosc a = T_all – T×fosc/12 a = – T×fosc/12 （注意单位） THx = a / 256；TLx = a % 256； ．确定定时/计数器工作于查询方式还是中断方式，若工作于中断方式，则在初始化时开放定时/计数器的中断及总中断： ET0 = 1；EA = 1； 还需要编写中断服务函数： void T0_srv（void）interrupt 1 using 1 { TL0 = a % 256； TH0 = a / 256； 中断服务程序段} ．启动定时器：TR0（TR1）= 1。 四、实验内容过程及结果分析: 利用protues仿真软件设计一个可以显示秒表时间的显示电路。利用实验板上的一位led数码管做显示，利用中断法编写定时程序，控制单片机定时器进行定时，所定时间为1s。刚开始led数码管显示9，每过一秒数码管显示值减一，当显示到0时返回9，依此反复。然后设计00-59的两位秒表显示程序。 （1）实现个位秒表，9-0 电子通信与软件工程 系2013-2014学年第2学期 《数字电路与逻辑设计实验》实验报告 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 班级: 姓名: 学号: 成绩: 同组成员: 姓名: 学号: --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、 实验名称:集成计数器及寄存器的运用 二、实验目的: 1、熟悉集成计数器逻辑功能与各控制端作用。 2、掌握计数器使用方法。 三、 实验内容及步骤: 1、集成计数器74LS90功能测试。74LS90就是二一五一十进制异步计数器。逻辑简图为图8、1所示。 四、 五、 图8、1 六、 74LS90具有下述功能: ·直接置0(1)0(2)0(.1)R R ,直接置9(S9(1,·S,.:,＝1) ·二进制计数(CP 、输入QA 输出) ·五进制计数(CP 2输入Q D Q C Q B 箱出) ·十进制计数(两种接法如图8.2A 、B 所示) ·按芯片引脚图分别测试上述功能,并填入表 8、1、表8、2、表8、3中。 图8、2 十进制计数器 2、计数器级连 分别用2片74LS90计数器级连成二一五混合进制、十进制计数器。 3、任意进制计数器设计方法 采用脉冲反馈法(称复位法或置位法)。可用74LS90组成任意模(M)计数器。图8、3就是用74LS90实现模7计数器的两种方案,图(A)采用复位法。即计数计到M异步清0。图(B)采用置位法,即计数计到M一1异步置0。 图8、3 74LS90 实现七进进制计数方法 （1）按图8、3接线,进行验证。 （2）设计一个九进制计数器并接线验证。 （3）记录上述实验的同步波形图。 四、实验结果: 实验一四位串行进位加法器的设计 一、实验目的 1.理解一位全加器的工作原理 2.掌握串行进位加法器的逻辑原理 3.进一步熟悉Quartus软件的使用，了解设计的全过程， 二、实验容 1.采用VHDL语言设计四位串行进位的加法器 2.采用画原理图的方法设计四位串行进位加法器 三、实验步骤 1、使用VHDL语言设计 1.打开File—>New Project Wizard输入文件名adder4保存在D 盘，打开File—>New—>VHDL File,从模版中选择库的说明，use 语句的说明，实体的说明，结构体的说明，编写VHDL代码，然后保存、编译。打开File—>New—>Other File—>Vector Waveform File,查找引脚，从Edit中选择End Time 输入40、ns 保存。从Assignments—>Settings—>Simulator Settings —>Functional 然后Processing—>Generate Functional Simnlation Netlist —>确定。选择Start Simulation保存最后的波形图，打开File —>close关闭工程。 底层文件： LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.ALL; ENTITY fadder IS PORT ( a, b,cin : IN STD_LOGIC; s, co : OUT STD_LOGIC ); END fadder; ARCHITECTURE arc1 OF fadder IS BEGIN s<=a xor b xor cin; co<=((a xor b)and cin)or(a and b); END arc1; 顶层文件： LIBRARY ieee; USE ieee.std_logic_1164.ALL; ENTITY adder4 IS PORT ( c0: IN STD_LOGIC; a,b : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); s : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); 北京理工大学 用程序输入方法设计一个16位二进制加法计数器 学院：机械xxxx学院 专业班级：10机械电子工程x班 姓名：陈xx 学号：10xxxxxx 指导教师：xxx 老师 目录 摘要 (1) 1 绪论 (2) 2 计数器的工作原理 (3) 3 设计原理 (4) 4 电路系统的功能仿真 (5) 6 个人小结 (20) 参考文献 (21) 摘要 计数器是数字系统中使用较多的一种时序逻辑器件。计数器的基本功能是统计时钟脉冲的个数，即对脉冲实现计数操作。计数器也可以作为分频、定时、脉冲节拍产生器和脉冲序列产生器使用。计数器的种类很多，按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制的不同，可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；按计数过程中数字增减趋势的不同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器；还有可预制数和可编计数器等等。本次课程设计将利用众多集成电路软件软件中的Quartus II软件，使用VHDL语言编程完成论文《用程序输入方法设计一个16位二进制加法计数器》，调试结果表明，所设计的计数器正确实现了计数功能。 关键词：二进制；加法计数器；VHDL语言 1 绪论 现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动化，即EDA（Electronic Design Automation）技术。EDA技术就是依赖功能强大的计算机，在集成电路软件平台上，对以硬件描述语言HDL（Hardware Description Language）为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动完成逻辑编译、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。现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。一般所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。 EDA工具软件可大致可分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件、系统设计辅助软件等三类。常用的EDA工具软件平台有：Matlab、Protel、Proteus、OrCAD以及我们学习的本次课程结课论文所用到的Quartus II等。而且EDA工具软件平台一般都有第三方软件接口，以便于与其他软件联合使用。 本次课程结课论文在设计16位二进制加法计数器时所用到的EDA软件工具平台是Quartus II。Quartus II 是Altera公司的综合性PLD（可编程逻辑器件）开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。Quartus II 通过和DSP 单片机原理及其应用实验报告基于51单片机的简易计算器的设计 班级：12电子1班 姓名：金腾达 学号：1200401123 2015年1月6日 摘要 一个学期的51单片机的课程已经随着期末的到来落下了帷幕。“学以致用”不仅仅是一句口号更应该是践行。本设计秉承精简实用的原则，采用AT89C51单片机为控制核心，4X4矩阵键盘作为输入，LCD1602液晶作为输出组成实现了基于51单片机的简易计算器。计算器操作方式尽量模拟现实计算器的操作方式，带有基本的运算功能和连续运算能力。并提供了良好的显示方式，与传统的计算器相比，它能够实时显示当前运算过程和上一次的结果，更加方便用户记忆使用。本系统制作简单，经测试能达到题目要求。 关键词：简易计算器、单片机、AT89C51、LCD1602、矩阵键盘 目录 一、系统模块设计......................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 单片机最小系统 (1) 1.2 LCD1602液晶显示模块 (1) 1.3 矩阵按键模块 (2) 1.4 串口连接模块 (1) 二、C51程序设计 (2) 2.1 程序功能描述及设计思路 (2) 2.1.1按键服务函数 (2) 2.1.2 LCD驱动函数 (2) 2.1.3 结果显示函数 (2) 2.1.4状态机控制函数 (2) 2.1.5串口服务函数 (2) 2.2 程序流程图 (3) 2.2.1系统总框图 (3) 2.2.2计算器状态机流程转换图 (3) 三、测试方案与测试结果 (4) 3.1测试方案 (4) 3.3 测试结果及分析 (7) 4.3.1测试结果（仿真截图） (7) 4.3.2测试分析与结论 (7) 四、总结心得 (7) 五、思考题 (8) 附录1：整体电路原理图 (9) 附录2：部分程序源代码 (10) 16位超前加法器设计实验 一、实验分析： 四位超前进位加法器HDL程序： module add4_head ( a, b, ci, s, pp, gg); input[3:0] a; input[3:0] b; input ci; output[3:0] s; output pp; output gg; wire[3:0] p; wire[3:0] g; wire[2:0] c; assign p[0] = a[0] ^ b[0]; assign p[1] = a[1] ^ b[1]; assign p[2] = a[2] ^ b[2]; assign p[3] = a[3] ^ b[3]; assign g[0] = a[0] & b[0]; assign g[1] = a[1] & b[1]; assign g[2] = a[2] & b[2]; assign g[3] = a[3] & b[3]; assign c[0] = (p[0] & ci) | g[0]; assign c[1] = (p[1] & c[0]) | g[1]; assign c[2] = (p[2] & c[1]) | g[2]; assign pp = p[3] & p[2] & p[1] & p[0]; assign gg = g[3] | (p[3] & (g[2] | p[2] & (g[1] | p[1] & g[0]))); assign s[0] = p[0] ^ ci; assign s[1] = p[1] ^ c[0]; assign s[2] = p[2] ^ c[1]; assign s[3] = p[3] ^ c[2]; endmodule p表示进位否决信号（pass），如果p为0就否决调前一级的进位输入。否决的意思就是即使前一级有进位，本级也不会向后一级产生进位输出。 g表示进位产生信号（generate），如果g为1就表示一定会向后一级产生进位输出。p[n] = a[n] ^ b[n]这句话的意思是说，当a=1,b=0或a=0,b=1时前一级的进位输入信号不能否决。这样就有个问题了，即当a=1,b=1时前一级的进位输入信号也不能否决啊，怎么没有体现出来？其实当a=1,b=1时产生了进位产生信号g，它的优先级高于p信号，就忽略了p信号，直接产生了向后一级产生进位输出，是没有逻辑错误的。 g[n] = a[n] & b[n] 这句话的意思是说，如果a=1,b=1时就直接向后一级产生进位输出信号，而不用考虑其它的任何因素。 实验五时序逻辑电路(计数器和寄存器)-实验报告 一、实验目的 1．掌握同步计数器设计方法与测试方法。 2．掌握常用中规模集成计数器的逻辑功能和使用方法。 二、实验设备 设备：THHD-2型数字电子计数实验箱、示波器、信号源 器件：74LS163、74LS00、74LS20等。 三、实验原理和实验电路 1．计数器 计数器不仅可用来计数，也可用于分频、定时和数字运算。在实际工程应用中，一般很少使用小规模的触发器组成计数器，而是直接选用中规模集成计数器。 2．(1) 四位二进制（十六进制）计数器74LS161（74LS163） 74LSl61是同步置数、异步清零的4位二进制加法计数器，其功能表见表5.1。 74LSl63是同步置数、同步清零的4位二进制加法计数器。除清零为同步外，其他功能与74LSl61相同。二者的外部引脚图也相同，如图5.1所示。 表5.1 74LSl61（74LS163）的功能表 清零预置使能时钟预置数据输入输出 工作模式R D LD EP ET CP A B C D Q A Q B Q C Q D 0 ××××（）××××0 0 0 0 异步清零 1 0 ××D A D B D C D D D A D B D C D D同步置数 1 1 0 ××××××保持数据保持 1 1 ×0 ×××××保持数据保持 1 1 1 1 ××××计数加1计数3．集成计数器的应用——实现任意M进制计数器 一般情况任意M进制计数器的结构分为3类，第一类是由触发器构成的简单计数器。第二类是由集成二进制计数器构成计数器。第三类是由移位寄存器构成的移位寄存型计数器。第一类，可利用时序逻辑电路的设计方法步骤进行设计。第二类，当计数器的模M较小时用一片集成计数器即可以实现，当M较大时，可通过多片计数器级联实现。两种实现方法：反馈置数法和反馈清零法。第三类,是由移位寄存器构成的移位寄存型计数器。 4．实验电路： 十进制计数器 同步清零法 同步置数法 理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （201 — 201学年第1 学期） 课程名称：单片机技术 一、实验目的 1．掌握定时器T0、T1 的方式选择和编程方法，了解中断服务程序的设计方法，学会实时程序的调试技巧。 2．掌握LED 数码管动态显示程序设计方法。 二、实验原理 1．89C51 单片机有五个中断源(89C52 有六个)，分别是外部中断请求0、外部中断请求1、定时器/计数器0 溢出中断请求、定时器/计数器0 溢出中断请求及串行口中断请求。每个中断源都对应一个中断请求位，它们设置在特殊功能寄存器TCON 和SCON 中。当中断源请求中断时，相应标志分别由TCON 和SCON 的相应位来锁寄。五个中断源有二个中断优先级，每个中断源可以编程为高优先级或低优先级中断，可以实现二级中断服务程序嵌套。在 同一优先级别中，靠部的查询逻辑来确定响应顺序。不同的中断源有不同的中断矢量地址。 中断的控制用四个特殊功能寄存器IE、IP、TCON (用六位)和SCON(用二位)，分别用于控制中断的类型、中断的开／关和各种中断源的优先级别。中断程序由中断控制程序（主程序）和中断服务程序两部分组成：1）中断控制程序用于实现对中断的控制； 2）中断服务程序用于完成中断源所要求的中断处理的各种操作。 C51 的中断函数必须通过interrupt m 进行修饰。在C51 程序设计中，当函数定义时用了interrupt m 修饰符，系统编译时把对应函数转化为中断函数，自动加上程序头段和尾段，并按MCS-51 系统中断的处理方式自动把它安排在程序存储器中的相应位置。 在该修饰符中，m 的取值为0~31，对应的中断情况如下： 0——外部中断0 1——定时/计数器T0 2——外部中断1 3——定时/计数器T1 4——串行口中断 5——定时/计数器T2 其它值预留。 89C51 单片机设置了两个可编程的16 位定时器T0 和T1，通过编程，可以设定为定时器和外部计数方式。T1 还可以作为其串行口的波特率发生器。 . 数字钟设计实验报告 专业:通信工程 :王婧 班级:111041B 学号:111041226 . 数字钟的设计 目录 一、前言 (3) 二、设计目的 (3) 三、设计任务 (3) 四、设计方案 (3) 五、数字钟电路设计原理 (4) （一）设计步骤 (4) （二）数字钟的构成 (4) （三）数字钟的工作原理 (5) 六、总结 (9) １ 一、前言 此次实验是第一次做EDA实验，在学习使用软硬件的过程中，自然遇到很多不懂的问题，在老师的指导和同学们的相互帮助下，我终于解决了实验过程遇到的很多难题，成功的完成了实验，实验结果和预期的结果也是一致的，在这次实验中，我学会了如何使用Quartus II软件，如何分层设计点路，如何对实验程序进行编译和仿真和对程序进行硬件测试。明白了一定要学会看开发板资料以清楚如何给程序的输入输出信号配置管脚。这次实验为我今后对 EDA的进一步学习奠定了更好的理论基础和应用基础。 通过本次实验对数电知识有了更深入的了解，将其运用到了实际中来，明白了学习电子技术基础的意义，也达到了其培养的目的。也明白了一个道理：成功就是在不断摸索中前进实现的，遇到问题我们不能灰心、烦躁，甚至放弃，而要静下心来仔细思考，分部检查，找出最终的原因进行改正，这样才会有进步，才会一步步向自己的目标靠近，才会取得自己所要追求的成功。 ２ 二、设计目的 1.掌握数字钟的设计方法。 2熟悉集成电路的使用方法。 3通过实训学会数字系统的设计方法； 4通过实训学习元器件的选择及集成电路手册查询方法； 5通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法； 6熟悉数字实验箱的使用方法。 三、设计任务 设计一个可以显示星期、时、分、秒的数字钟。 要求： 1、24小时为一个计数周期； 2、具有整点报时功能； 3、定时闹铃（未完成） 四、设计方案 一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、 ３ 存档资料成绩： 华东交通大学理工学院 课程设计报告书 所属课程名称EDA课程设计 题目超前进位加法器设计 分院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2013 年7月2日 目录 第一章设计内容与要求 (3) 第二章超前进位加法器设计原理 (3) 第三章详细设计流程 (4) 3.1.创建工程文件 (4) 3.2.程序的编译 (5) 3.3.波形的仿真 (7) 第四章设计结果分析 (11) 第五章源程序代码 (12) 第六章心得体会 (14) 第七章参考文献 (15) 第一章设计内容与要求 加法运算是最重要也是最基本的运算，所有的其他基本运算，如减、乘、除运算最终都能归结为加法运算。但因为加法运算存在进位问题，使得某一位计算结果的得出和所有低于他的位相关。因此为了减少进位传输所消耗的时间，提高计算速度，人们设计了多种类型的加法器，如跳跃进位加法器、进位选择加法器、超前进位加法器等。本设计采用的是超前进位加法器。通过Verilog 设计一个超前8位加法器。 要求在Quartus II软件下，利用Verilog编程完成层次式电路设计，电路中的元件可以用Verilog设计也可以用库元件连线构成再封装。8位超前进位加法器，借助EDA工具中的综合器，适配器，时序仿真器和编程器等工具进行相应处理。适配采用Cyclone系列的EP1C6Q240C8。 要求综合出RTL电路，并进行仿真输入波形设计并分析电路输出波形. 试比较并阐述数据类型reg型和wire型的区别。 第二章超前进位加法器设计原理 将n个全加器相连可得n位加法器，但是加法时间较长。解决的方法之一是采用“超前进位产生电路”来同时形成各位进位，从而实现快速加法。超前进位产生电路是根据各位进位的形成条件来实现的 首先对于1位加法器基本位值和与进位输出为1；如果a,b有一个为1，则进位输出等于cin; 令G=ab,P=a+b,则有： Cout==ab+(a+b)cin=G+P?cin 由此可以G和P来写出4位超前进位链如下（设定四位被加数和加数为A 题目：用JKFF 设计模为8的加法计数器 步骤1： 分析题意 根据题目所给的条件，待设计的计数器默认为模为8的加法器，不需要求加载初值。电路只需要故电路只需时钟输入端clk ，clk 作为电路的同步时钟，不必当做输入变量对待；输出一个8进制数要3个输出端，记为0Q 1Q 2Q 。要有输出信号Y ，故共需要3个输出端。因输出量0Q 1Q 2Q 就是计数值，故采用Moore 型电路较为合适。 步骤2：建立原始状态图 模8加法器要求逢8加1,。有此状态图做出如图所示。需要8个状态故不需要化简。 /Y /0 /0 /0 S0→ S1→ S2→ S3 ↑ /1 ↓ /0 S7←S6←S5← S4 /0 /0 /0 步骤3：状态分配。 由于最大模的值为8，因此必须取代码位数n=3。假设S0=000，S1=001，S2=010，S3=011，S4=100，S5=101，S6=110，S7=111.则可以做出状态转移表如图。 步骤4：选触发器，求时钟、输出、状态、驱动方程。 因需要3位二进制代码，选用三个CP 下降沿出发的J-K 触发器，分别用FF0，FF1，FF2表示。 有状态列表可作出次态卡诺图及输出函数的卡诺图，如图所示。 与J-K 触发器的特性方程 n n n Q K Q J Q +=+1 比较得到驱动方程 输入 现态 次态 输 出 CP Q2 Q1 Q0 12 +n Q 11 +n Q 1 +n Q Y 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 2 0 1 0 0 1 1 0 3 0 1 1 1 0 0 0 4 1 0 0 1 0 1 0 5 1 0 1 1 1 0 0 6 1 1 0 1 1 1 0 7 1 1 1 1 （ 2009 —2010 学年第二学期） 课程名称：单片机开课实验室： 2010年 5月14日 一．实验目的： 掌握定时器T0、T1的方式选择和编程方法，了解中断服务程序的设计方法，学会实时程序的调试技巧。 二．实验原理： MCS－51单片机内设置了两个可编程的16位定时器T0和T1，通过编程，可以设定为定时器和外部计数方式。T1还可以作为其串行口的波特率发生器。 定时器T0由特殊功能寄存器TL0和TH0构成，定时器T1由TH1和TL1构成，特殊功能寄存器TMOD控制定时器的工作方式，TCON控制其运行。定时器的中断由中断允许寄存器IE，中断优先权寄存器IP中的相应位进行控制。定时器T0的中断入口地址为000BH，T1的中断入口地址为001BH。 定时器的编程包括： 1）置工作方式。 2）置计数初值。 3）中断设置。 4）启动定时器。 定时器/计数器由四种工作方式，所用的计数位数不同，因此，定时计数常数也就不同。 在编写中断服务程序时，应该清楚中断响应过程：CPU执行中断服务程序之前，自动 将程序计数器PC内容（即断点地址）压入堆栈保护（但不保护状态寄存器PSW，更不保护累加器A和其它寄存器内容），然后将对应的中断矢量装入程序计数器PC使程序转向该中断矢量地址单元中以执行中断服务程序。定时器T0和T1对应的中断矢量地址分别为000BH 和001BH。 中断服务程序从矢量地址开始执行，一直到返回指令“RETI”为止。“RETI”指令的操作一方面告诉中断系统该中断服务程序已经执行完毕，另一方面把原来压入堆栈保护的断点地址从栈顶弹出，装入到程序计数器PC，使程序返回到被到中断的程序断点处，以便继续执行。 因此，我们在编写中断服务程序时注意。 1．在中断矢量地址单元放一条无条件转移指令，使中断服务程序可以灵活地安排在64K 字节程序存储器的任何空间。 2．在中断服务程序中应特别注意用软件保护现场，以免中断返回后，丢失原寄存器、累加器的信息。 3．若要使执行的当前中断程序禁止更高优先级中断，可以先用软件关闭CPU中断，或禁止某中断源中断，在返回前再开放中断。 三．实验内容： 编写并调试一个程序，用AT89C51的T0工作方式1产生1s的定时时间，作为秒计数时间，当1s产生时，秒计数加1；秒计数到60时，自动从0开始。实验电路原理如图1所示。 计算初值公式 定时模式1 th0=(216-定时时间) /256 tl0=(216-定时时间) mod 256 计数器的设计实验报告 篇一：计数器实验报告 实验4 计数器及其应用 一、实验目的 1、学习用集成触发器构成计数器的方法 2、掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法二、实验原理 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。 计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。根据计数制的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等等。目前，无论是TTL还是 CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。 1、中规模十进制计数器 CC40192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图5－9－1所示。 图5－ 9－1 CC40192引脚排列及逻辑符号 图中LD—置数端CPU—加计数端CPD —减计数端CO—非同步进位输出端BO—非同步借位输出端 D0、D1、D2、D3 —计数器输入端 Q0、Q1、Q2、Q3 —数据输出端CR—清除端 CC40192的功能如表5－9－1，说明如下：表5－9－1 当清除端CR为高电平“1”时，计数 器直接清零；CR置低电平则执行其它功能。当CR为低电平，置数端LD也为低电平时，数据直接从置数端D0、D1、D2、D3 置入计数器。 当CR为低电平，LD为高电平时，执行计数功能。执行加计数时，减计数端CPD 接高电平，计数脉冲由CPU 输入；在计数脉冲上升沿进行8421 码十进制加法计数。执行减计数时，加计数端CPU接高电平，计数脉冲由减计数端CPD 输入，表5－9－2为8421 码十进制加、减计数器的状态转换表。加法计数表5－9－ 减计数 2、计数器的级联使用 一个十进制计数器只能表示0～9十个数，为了扩大计数器范围，常用多个十进制计数器级联使用。 同步计数器往往设有进位（或借位）输出端，故可选用其进位（或借位）输出信号驱动下一级计数器。 图5－9－2是由CC40192利用进位 加法器的设计与仿真 一、实验内容 1、用逻辑图和VHDL语言设计全加器。 2、利用设计的全加器组成串行加法器。 3、用逻辑图和VHDL语言设计并行加法器。 4、应用MaxplusII软件对全加器和串行加法器进行编译、仿真和模拟。 5、在“MaxplusII软件的基本操作”实验的基础上，能更加熟练的掌握应用MaxplusII软件，从而更形象更深层次的理解全加器和串行加法器。 二、实验平台及实验方法 用VHDL语言编写全加器和串行加法器的程序，运用MaxplusII软件进行仿真，再结合FPGA（即对实验箱的芯片进行编译）进行验证。也可以用原理图进行文本设计，波形设计。逻辑符号图： 真值表： 电路图： 三、实验过程 1．启动MaxplusII软件； 2．新建一个文本编辑文件，输入全加器的VHDL语言； 3．编译。点击file save as,保存文件名为f-adder名称，扩展名为vhd，选择芯片类型为EPF10K20TI144-4，保存并进行编译， 若编译结果出现0 error，0 warnings则说明编译通过。 4．仿真波形。点Max+plus II→Waveform editor,出现波形图的设置界面，然后点Node→Enter Nodes from SNF→list,将输入输出端添加到界面，并设置其周期和输入波形，保存后，点Max+plus II→Simulator，即可仿真出输出的波形。 5．配置芯片。点Max+plus II→Floorplan editor，将Unassigned Nodes & 栏中，电路的输入输出节点标号直接用鼠标“拖到” 想分配的引脚上,Max+plusII→programmer→configuer,然后就可以操作试验箱，观察全加器的工作情况。 四、实验结果 实验步骤： 1、用VHDL语言编写全加器的程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY f_adder IS PORT( x,y,cin:IN STD_LOGIC; s,cout:OUT STD_LOGIC ); END ENTITY f_adder; ARCHITECTURE bhv OF f_adder IS BEGIN s<=x XOR y XOR cin; cout<=(x AND y)OR(x AND cin)OR(y AND cin); END ARCHITECTURE bhv; 2、将上述程序保存为文件名为f_adder的文件，点击Maxplus里的compiler进行编译，点击start，如果出现0 error，0 warnings，则编译成功。 单片机实验报告 （计数器） 学院: 物理与机电工程学院专业: 电子科学与技术班级: 2013级2班 学号: 201310530231 姓名: xxx 指导老师: xx 1.实验目的: 1.学会设置计数器相关参数 2.学会使用计数器控制LED的明灭 3.学会使用计数中断 4.2.试验环境及设备 设备：EL-EMCU-I试验箱、EXP-89S51/52/53 CPU板。 编程：在设置完相关参数后再等待计数中断的出现，当计数中断出现后即马上跳到相应中断服务子程序，执行想要得到的服务3.实验内容 内容：用计数器控制LED的明灭 步骤： 1、将CPU板正确安放在CPU接口插座上，跳线帽JP2短接在上侧。 2、连线：用导线将试验箱上的的IO1连接输出端子K1，连接好仿真器。 3、实验箱上电，在PC机上打开Keil C环境，打开实验程序文件夹IO_INPUT下的工程文件IO_INPUT.Uv2编译程序，上电，在程序注释处设置断点，进入调试状态，打开窗口Peripherals-->IO-Port-->P0，按计数按钮，两次后运行程序到断点 处，观察窗口的数值与开关的对应关系。 程序： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH LJMP TIME ORG 0030H MAIN: MOV SP，#80H MOV TMOD,#06H MOV TH0，#0FBH MOV TL0，#0FBH SETB ET0 SETB EA SETB TR0 SJMP $ TIME: CPL P0,0 RETI END 4.实验结果： 如上程序运行结果：调试运行时，按五下计数按钮后，LED亮，再按五下后，LED灭。 5.实验结论 实验四：计数器的设计 实验室：信息楼247 实验台号： 4 日期： 专业班级：机械1205 姓名：陈朝浪学号： 20122947 一、实验目的 1. 通过实验了解二进制加法计数器的工作原理。 2. 掌握任意进制计数器的设计方法。 二、实验内容 （一）用D触发器设计4位异步二进制加法计数器 由D触发器组成计数器。触发器具有0和1两种状态，因此用一个触发器 就可以表示1位二进制数。如果把n个触发器串起来，就可以表示N位二进制 数。（用两个74LS74设计实现） （二）利用74LS161设计实现任意进制的计数器 设计要求：学生以实验台号的个位数作为所设计的任意进制计数器。 先熟悉用1位74LS161设计十进制计数器的方法。 ①利用置位端实现十进制计数器。 ②利用复位端实现十进制计数器。 提示：设计任意计数器可利用芯片74LS161和与非门设计，74LS00为2输 入与非门，74LS30为8输入与非门。 74LS161为4位二进制加法计数器，其引脚图及功能表如下。 三、实验原理图 1.由4个D触发器改成的4位异步二进制加法计数器 2.由74LS161构成的十进制计数器 四、实验结果及数据处理 1.4位异步二进制加法计数器实验数据记录表 2. 画出你所设计的任意进制计数器的线路图，并说明设计思路。 设计思路：四进制为四个输出Q3Q2Q1Q0=0000,0001,0010,0011循环，第一个无效状态为0100 1，置位法设计四进制计数器：当检测到输入为0011时，先输出显示3，然后再将D 置于低电位，计数器输出Q3Q2Q1Q0复位。 2，复位法设计四进制计数器：当检测到第一个无效状态0100时，通过与非门的反馈计数器的Cr首先置于低电平使计数器复位为0000。 五、思考题 1. 由D触发器和JK触发器组成的计数器的区别? 答：D触发器是cp上升沿触发，JK触发器是下降沿触发。 2. 74LS161是同步还是异步，加法还是减法计数器? 答：同步。加法计数器。 3. 设计十进制计数器时将如何去掉后6个计数状态的? 答：加一个与非门形成负反馈。当计数到第一个无效状态Q3Q2Q1Q0==1010时，Q3和Q1全为1，Q1，Q3接与非门，输出作为复位信号，使所有触发器复位，从而去掉了后6个状态。 课程名称电子设计自动化 题目十六位硬件乘法器电路 院系班级信息学院11电子信息工程A班姓名 学号 指导老师凌朝东 2013 年 12 月 5 日 题目名称： 十六位硬件乘法器电路 摘要： 设计一个16位硬件乘法器电路.要求2位十进制乘法，能用LED数码管同时显示乘数,被乘数和积的值.本设计利用Quartus II软件为设计平台,通过移位相加的乘法原理：即从被乘数的最低位开始，若为1，则乘数左移后与上一次的和相加；若为0，左移后以全零相加，直至被乘数的最高位。经软件仿真和硬件测试验证后,以达到实验要求。 目录 1.题目名称 (2) 2.摘要 (2) 3.目录 (3) 4.正文 (4) 4.1. 系统设计 (4) 4.1 设计要求 (4) 4.2 系统设计方案 (4) 4.2 单元电路设计 (4) 4.2.1十进制计算模块 (5) 4.2.2 BCD码转二进制模块 (5) 4.2.3 8位右移寄存器模块 (6) 4.2.4 8位加法器模块 (7) 4.2.5 1乘法器multi_1模块 (7) 4.2.6 16位移位寄存器reg_16模块 (8) 4.2.7 16位二进制转BCD码B_BCD模块 (9) 4.2.8 8位乘法器multi_8x8顶层设计 (10) 4.3 软件设计 (12) 4.3.1设计平台和开发工具 (12) 4.3.2程序流程方框图 (13) 4.4 系统测试 (14) 4.1仿真分析 (14) 4.2硬件验证 (15) 5. 结论 (15) 6. 参考文献 (15) 7. 附录 (15) 4.正文 4.1系统设计 1.1设计要求 题目要求设计一个16位硬件乘法器电路.要求2位十进制乘法;能用LED数码管同时显示乘数,被乘数和积的信息.设置一个乘法使能端,控制乘法器的计算和输出. 1.2系统设计方案 此设计问题可分为乘数和被乘数输入控制模块,乘法模块和输出乘积显示模块基本分. 乘数和被乘数的输入模块使输入的十进制数转化为二进制数输入乘法模块,乘法模块利用移位相加的方法将输入的两组二进制数进行相乘,并将16位乘积输出到乘积输出显示模块.显示模块将输入的二进制数按千,百,十,个位分别转化为十进制数输出. 乘数和被乘数的输入可用数据开关K1~K10分别代表数字1,2,…,9,0,用编码器对数据开关K1~K10的电平信号进行编码后输入乘法器进行计算.但此方案所用硬件资源较多,输入繁琐,故不采取. 方案二是利用硬件箱自带16进制码发生器,由对应的键控制输出4位2进制构成的1位16进制码,数的范围是0000~1111,即0H~FH.每按键一次,输出递增1,输出进入目标芯片的4位2进制数将显示在该键对应的数码管. 乘数和被乘数的输入模块将16进制码的A~F码设计成输出为null.使得减少了无用码的输入. 两数相乘的方法很多,可以用移位相加的方法,也可以将乘法器看成计数器,乘积的初始值为零,每一个时钟周期将乘数的值加到积上,同时乘数减一,这样反复执行,直到乘数为零.本设计利用移位相加的方法使得程序大大简化. 系统总体电路组成原理图如下图所示： 4.2单元电路设计 湖北第二师范学院计算机学院09计应 单片机课程设计 实验报告 课程设计名称：电子计算器 课程设计单位：10计应（1）班 课设小组成员：徐凡（1060310039） 凡平（1060310058） 彭浩（1060310045） 桂银（1060310010） 潘光卉（1060300033） 完成时间：2012年04月02日至2012年04月 24 日 单片机课程设计实验报告 课程设计题目：简易计算器 作品功能描述：当通过输入键盘数字时，能够在显示器上显示输出的数值，并且通过想实现的简单运算功能，实现计算器的加、减、乘、 除和清零，并将结果显示出来。 小组成员工作分工：徐凡：程序主框架的构造和主要功能函数的设计。 凡平：原理图的设计和硬件的焊接。 彭浩：基本功能函数的设计（“+，-，*，/”）。 桂银：程序流程图的设计和键盘扫描程序的实现。 潘光卉：编写文档和功能测试。 硬件电路设计：本设计中我们用的是AT89C52芯片,LCD1602 （PROTEUS中为LM016L）就是那个液晶屏，因为可以显示2行16个字符，故 叫做LCD1602. 11.0592M或12M晶振（CRYSTAL），两者均可，但要涉及到串口 需选用12MKEYPAD-SMALLCALC就是那个4X4键盘 电容20~30PF（CAP）,接最小电路 电容10PF主要接复位电路 RESPACK-8排阻，为20K的，一个引脚接正极，另8个引脚接 I/O口接RES电阻10K，接复位电路 实物照片：硬件原理图 原理说明： 1，上电后，屏幕初始化； 2，计算。按下数字键，屏幕显示要运行的第一个数字，再按下符号键，然后再按下数字键，屏幕显示要运算的第二个数字，最后按 下“=”号键，屏幕上显示出计算结果。 3，如果要再次计算，可以按下“ON/C”键清零，或者继续按下数字键，即可重新计算。 键盘使用说明如下： 按键功能说明：Array“+”实现两个数的相加 “-”实现两个数的相减 “×”实现两个数的乘积 “÷”实现两个数商的运算 “ON/C”计算器显示的清零和 接通电源 单片机原理及接口技术 学院：光电信息科学与技术学院班级：——实验报告册 083-1 实验一系统认识实验 1.1 实验目的 1. 学习keil c51集成开发环境的操作。 2. 熟悉td-51系统板的结构和使用。 1.2实验仪器 pc 机一台，td-nmc+教学实验系统。 1.3实验内容 1. 编写实验程序，将00h—0fh共16个数写入单片机内部 ram 的30h—3fh空间。 2.编写实验程序，将00h到0fh共16个数写入单片机外部ram的1000h到100fh空间。 1.4 源程序 https://www.doczj.com/doc/4016368008.html, 0000h mov r1,#30h mov r2, #10h mov a, #00h mov @r1, a inc r1 inc a djnz r2,loop sjmp $ end 2. org 0000h mov dptr, #1000h mov r2, #10h mov a, #00h movx @dptr, a inc dptr inc a djnz r2,loop sjmp $ end loop: loop: 1.5 实验步骤 1.创建 keil c51 应用程序 （1）运行 keil c51 软件，进入 keil c51 集成开发环境。 - 3 -（2）选择工具栏的 project 选项，弹出下拉菜单，选择 newproject 命令，建立一个新的μvision2 工程。选择工程目录并输入文件名 asm1 后，单击保存。 （3）工程建立完毕后，弹出器件选择窗口,选择 sst 公司的 sst89e554rc。（4）为工程添加程序文件。选择工具栏的 file 选项，在弹出的下拉菜单中选择 new 目录。 （5）输入程序，将 text1 保存成asm1.asm。 （6）将asm1.asm源程序添加到 asm1.uv2 工程中，构成一个完整的工程项目。 2.编译、链接程序文件（1）设置编译、链接环境 （2）点击编译、链接程序命令，此时会在 output window 信息输出窗口输出相关信息。 3.调试仿真程序 （1）将光标移到 sjmp $语句行，在此行设置断点。 （2）运行实验程序，当程序遇到断点后，停止运行，观察存储器中的内容，验证程序功能。 1.6 实验结果. 2. 4 实验二查表程序设计实验 2.1实验目的 学习查表程序的设计方法，熟悉 51 的指令系统。 2.2实验设备 pc 机一台，td-nmc+教学实验系统 2.3实验内容 1.通过查表的方法将 16 进制数转换为 ascii 码； 2.通过查表的方法实现y＝x2，其中x为0—9的十进制数，以bcd码表示，结果仍以bcd 码形式输出。定时器实验报告
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