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| FPGA实现简单计算器 摘要 本文主要介绍了一个简单计算器的设计，本设计基于硬件描述语言Verilog语言，采用了现场可编程逻辑器件FPGA进行设计，并在Lattice半导体公司软件上和小脚丫开发板实现仿真。核心FPGA芯片选用了Lattice公司MXO2系列的4000HC产品，板上集成了FT232编程器和按键、拨码开关、数码管、LED等多种外设资源。板上的36个FPGA IO接口都通过2.54mm通孔焊盘引出，可以和面包板配合使用。板卡尺寸为52mm X 18mm，能够灵活的嵌入到插座或者其他的系统中。基于小脚丫STEP-MXO2开发板，采用Verilog语言，实现简单计算器功能，利用开发板中4路轻触按键和4路拨码开关作为输入段，设计加减功能；利用8路用户LED和2 位 7 段数码管作为输出端，显示计算的结果；利用开发板中的FPGA硬件，采用Verilog语言，实现相应的计算功能。系统由键控模块、运算、存储模块和译码显示模块四个部分组成，计算部分为加法器、减法器，存储部分需要3个存储器来实现：内部累加器（acc）、输入寄存器（reg）以及结果暂存器（ans）。显示部分利用8路用户LED和2 位 7 段数码管作为输出端，显示计算的结果，输入部分采用利用开发板中4路轻触按键和4路拨码开关完成0~30之内的 ‘加’、‘减’、‘符号变换’、‘存储数据’和‘读取数据’等功能运算，其结构简单，易于实现。 关键词:FPGA；Verilog；计算器；小脚丫开发板 目录 第一章 引言 4 1.1 课程设计的目的与意义 4 第二章码制 7 2.1数字系统 7 2.2二进制数 7 2.3.数制的转换 8 2.4八进制和十六位进制数 9 2.5补码 9 2.5.1 反码 9 2.5.2 补码 10 2.5.3 补码的减法 10 2.6带符号的二进制数 10 2.7二进制码 10 2.8二进制存储与寄存器 11 2.8.1 寄存器 11 2.8.2 寄存器传输 11 2.9二进制逻辑 12 2.9.2 逻辑门 13 第三章FPGA技术及硬件描述语言 14 3.1 FPGA技术 14 3.1.1FPGA技术前世今生 14 3.1.2工作原理 15 3.1.3 FPGA供电及配置方式 15 3.1.4主要生产厂商 16 3.1.5 三大法则 17 3.2硬件描述语言Verilog HDL 18 第四章 STEP-MXO2硬件介绍和软件介绍 19 4.1硬件介绍 19 4.1.2产品布局与元件 20 4.1.3 效果 21 4.2软件介绍 21 4.2.1公司简介 21 4.2.2软件介绍 21 第五章 总体设计 22 5.1根据要求编写verilog语言 22 5.2利用dianmond软件试验代码 22 5.2.1新建一个工程 22 5.3代码无误后翻译出电路 23 5.4配置管脚 23 5.5将程序写入开发板 25 5.6设计仿真 27 5.7程序代码 30 第6章 致谢 36 |
