计算器的设计

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1、大连交通大学2011届本科生毕业设计（论文）目录第一章绪论21.1课题来源及意义21.2国内外发展状况2第二章VHDL语言42.1VHDL语言42.2VHDL语言的特点42.3VHDL语言设计实体的基本结构52.4VHDL语言的实体52.5VHDL语言的结构体62.6VHDL程序设计约定7第三章基于EDA技术的计算器的设计83.1计算器的设计思路83.2系统组成框图83.3计算部分的设计和实现93.3.1加法器的设计93.3.2减法器的设计123.3.3乘法器的设计143.3.4除法器的设计163.4计算器输入部分的设计和实现213.5计算器显示部分的设计和实现243

2、.6位二进制数转换成个位、十位、百位的模块263.7计算器的综合设计293.7.1整体的程序设计293.7.2计算器的仿真波形31结论37谢辞38参考文献3938大连交通大学2011届本科生毕业设计（论文）绪论1.1课题来源及意义在当今以数字化和网络化为特征的信息技术革命大潮中，电子技术获得了飞速发展，现代电子产品渗透了社会的各个领域。现代电子产品的性能进一步提高，功能越来越复杂，集成化智能化的复杂程度越来越高，更新换代的节奏越来越快，开发风险也越来越大，而且正向着功能多样化、体积小型化、功耗最低化的趋势发展。所有这些，都给电子系统设计者带来了前所未有的压力，面对这种

3、压力，唯一的出路就是熟练掌握EDA技术，并获得了其有力的支持。EDA的出现，极大地提高了电路设计的效率和可靠性，减轻了设计者的劳动强度，EDA是电子产品开发研制的动力和加速器，是现代电子设计的核心。现在生活中计算器的应用基本上可以说是无处不在，小到做买卖的商人的加减乘除的简易计算器，还有学生群体中使用能够进行复杂运算的多功能计算器。可谓是和生活息息相关。EDA的设计观念是按照"自顶向下"的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（VHDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终

4、的目标器件。用EDA来设计计算器，分别做加减乘除的底层文件、存储文件、显示文件以及输入文件。然后对其进行整合，层次分明，可以分别对底层文件进行测试，和传统计算器的设计相比，在测试方面有很大的优势。在EDA技术蓬勃的发展下，本次毕业设计选了EDA技术关于计算器的设计，不仅仅在原来EDA基础编程的情况下，进行更深一步的研究，为了以后从事EDA方面的研究，有更深层次应用，所以通过EDA对计算器的设计，对EDA技术的语言程序、运用电路图设计方法、以及各种不同底层程序的编辑对QuartusII软件的运用更为自如。1.2国内外发展状况回顾近30年电子设计技术的发展历程，可将EDA

5、技术[1]分为三个阶段。(1)七十年代为CAD阶段，这一阶段人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑和PCB布局布线，取代了手工操作，产生了计算机辅助设计的概念。(2)八十年代为CAE阶段，与CAD相比，除了纯粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设38大连交通大学2011届本科生毕业设计（论文）计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，以实现工程设计，这就是计算机辅助工程的概念。CAE的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。(3)九十年代为ESDA阶段。尽管CAD/CAE技术取得了巨大的成功，但并没有把人从繁重的设计工作中彻底

6、解放出来。在整个设计过程中，自动化和智能化程度还不高，各种EDA软件界面千差万别，学习使用困难，并且互不兼容，直接影响到设计环节间的衔接。基于以上不足，人们开始追求贯彻整个设计过程的自动化，这就是ESDA即电子系统设计自动化。从目前的EDA技术来看，其发展趋势是政府重视、使用普及、应用文泛、工具多样、软件功能强大。中国EDA市场已渐趋成熟，不过大部分设计工程师面向的是PC主板和小型ASIC领域，仅有小部分（约11%）的设计人员工发复杂的片上系统器件。为了与台湾和美国的设计工程师形成更有力的竞争，中国的设计队伍有必要购入一些最新的EDA技术。在信息通信领域，要优先发展高

7、速宽带信息网、深亚微米集成电路、新型元器件、计算机及软件技术、第三代移动通信技术、信息管理、信息安全技术，积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品，发展新兴产业，培育新的经济增长点。要大力推进制造业信息化，积极开展计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助工艺（CAPP）、计算机机辅助制造（CAM）、产品数据管理（PDM）、制造资源计划（MRPII）及企业资源管理（ERP）等。有条件的企业可开展“网络制造”，便于合作设计、合作制造，参与国内和国际竞争。开展“数控化”工程和“数字化”工程。自动化仪表的技术发展趋势的测试技术