哈工程fpga可控多進(jìn)制計(jì)數(shù)器與乘法器

1、.實(shí)驗(yàn)二可控多進(jìn)制計(jì)數(shù)器與乘法器（設(shè)計(jì)報(bào)告）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì) 用中規(guī)模十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和適當(dāng)門電路設(shè)計(jì)一個(gè)可控的多進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2 、利用移位相加原理和適當(dāng)?shù)闹幸?guī)模電路設(shè)計(jì)一個(gè)4 位二進(jìn)制乘法器3 、熟悉試驗(yàn)箱的操作并將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)箱并進(jìn)行硬件功能測(cè)試二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1、設(shè)計(jì)一可控多進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)：五進(jìn)制、十五進(jìn)制、二十五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器切換用 1Hz 連續(xù)脈沖作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入計(jì)數(shù)狀態(tài)用兩位數(shù)碼管顯示，小數(shù)點(diǎn)顯示進(jìn)位輸出用另兩個(gè)數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)容量（進(jìn)制數(shù)）2 、設(shè)計(jì)一乘法器實(shí)現(xiàn)：是一個(gè) 4 位二進(jìn)制乘法器用 8 個(gè)開關(guān)分別作為 2 個(gè) 4 位輸入數(shù)據(jù)用數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)十進(jìn)制計(jì)算結(jié)果三、設(shè)計(jì)步驟1、

2、可控多進(jìn)制計(jì)數(shù)器：可控多進(jìn)制計(jì)數(shù)器主要利用兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，一個(gè)代表個(gè)位，一個(gè)代表十位，個(gè)位的片子接為五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，十位的片子利用兩個(gè)輸入開關(guān)可以控制實(shí)現(xiàn)15、25 進(jìn)制，同時(shí)利用 SR鎖存器控制小數(shù)點(diǎn)保留時(shí)間，以便觀察。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示部分利用老師PPT 中所給掃描電路。首先由于實(shí)驗(yàn)要求用1Hz 的連續(xù)脈沖，則需要分頻電路，如圖所示：專業(yè)資料.電路中使用8 個(gè)二 -五 -十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器分頻，前7 個(gè)接成十分頻器，最后一個(gè)接為5 分頻器，則輸出為1Hz。電路主控制部分如下，ap、bp 均斷開時(shí)為5 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)控制開關(guān)ap 閉合時(shí)為15 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)開關(guān) bp 閉合時(shí)為 25 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，

3、而當(dāng) ap、bp 同時(shí)閉合時(shí)為 35 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。而每當(dāng)有進(jìn)位時(shí)則顯示小數(shù)點(diǎn)。專業(yè)資料.動(dòng)態(tài)掃描顯示電路：專業(yè)資料.總體原理圖：管腳分配圖：專業(yè)資料.2 、乘法器因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)的計(jì)算過程中都是用的二進(jìn)制形式，所以兩數(shù)相乘相當(dāng)于每?jī)蓚€(gè)數(shù)的相與，這次的設(shè)計(jì)過程即為其中一個(gè)數(shù)的每一位與另一個(gè)數(shù)分別相與，最后利用移位相加原理求得最后結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過程中用到了二-五 -十異步計(jì)數(shù)器74290 、加法器74283 、二進(jìn)制轉(zhuǎn)BCD碼器件 74185 ，在數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示部分分別使用了74161、 7445 、74244 、 74183 。分頻器電路利用 5 個(gè)二 -五 -十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74290 得到 50

4、0Hz輸入時(shí)鐘信號(hào)如圖：乘法器原理為把一個(gè)數(shù)的每一位分別與第二個(gè)數(shù)相與，再利用移位相加原理求的最后結(jié)果，電路圖如下：專業(yè)資料.將兩數(shù)相乘后的結(jié)果的二進(jìn)制形式利用74185 轉(zhuǎn)化為 BCD 碼的形式輸出，電路如下：將結(jié)果用數(shù)碼管顯示出來，下面是動(dòng)態(tài)掃描電路和數(shù)碼管顯示電路：專業(yè)資料.整體電路原理圖如下：專業(yè)資料.專業(yè)資料.管腳分配如下：實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析：仿真波形：可控多計(jì)數(shù)器五進(jìn)制專業(yè)資料.十五進(jìn)制二十五進(jìn)制三十五進(jìn)制專業(yè)資料.乘法器實(shí)現(xiàn) 3*2=6硬件測(cè)試：將程序下載到試驗(yàn)箱中，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對(duì)于可控多進(jìn)制計(jì)數(shù)器，基本可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，當(dāng)撥動(dòng)撥碼開關(guān)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)5 、15、 25

5、 ，甚至 35 進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 35 進(jìn)制不是實(shí)驗(yàn)要求的，但是當(dāng)同時(shí)閉合ap、bp 撥碼開關(guān)時(shí)出現(xiàn)了35 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，同時(shí)在數(shù)碼管顯示部分對(duì)應(yīng)的顯示出此時(shí)的進(jìn)制情況，在計(jì)數(shù)滿量程時(shí)，小數(shù)點(diǎn)會(huì)閃動(dòng)，由于鎖存器的作用，小數(shù)點(diǎn)會(huì)保留一個(gè)時(shí)鐘期，即1s。對(duì)于乘法器，可以實(shí)現(xiàn)基本的乘法運(yùn)算，最大可實(shí)現(xiàn)15*15=225的運(yùn)算。二、總結(jié)與體會(huì)：本次實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槭堑谝淮谓佑|quartus 軟件，對(duì)一些功能的掌握不是很到位，而且由于自己的懶惰， 可控多進(jìn)制計(jì)數(shù)器是向其他班同學(xué)借鑒的程序，但是自己專業(yè)資料.還是將其讀懂了， 而乘法器在自行設(shè)計(jì)過程中遇到了很大的困難，因?yàn)閯傄婚_始根本不知道該如下手， 后來經(jīng)過老師的講解， 才得知原來就是兩個(gè)數(shù)相與然后移位相加。通過本次實(shí)驗(yàn)， 學(xué)到了很多東西， 對(duì)于課本的掌握也更進(jìn)了一步，終