VerilogHDL计算器

根据提供的文件信息，这里将对Verilog HDL用于实现四则运算计算器的相关知识点进行详细的解析。 ### Verilog HDL 四则运算计算器 #### 1. 概述 本项目旨在利用Verilog HDL（硬件描述语言）在Xilinx Spartan-3 FPGA（现场可编程门阵列）平台上实现一个十进制数的加减乘除计算器。该计算器可以对两个16位的十进制数执行基本的算术运算，并通过7段LED显示器显示结果。输入输出均采用十进制数形式。 #### 2. 设计目标 - **功能要求**：实现加法、减法、乘法和除法四种基本运算操作。 - **显示要求**：使用7段LED显示器展示计算结果。 - **输入输出格式**：以十进制数字作为输入输出形式。 - **异常处理**：当除数为0时，显示错误信息（ERR）。 #### 3. 硬件资源 - **FPGA型号**：Xilinx Spartan-3系列。 - **外部接口**： - 输入：时钟信号`clk`；按钮输入`btn_in`；开关输入`sw`。 - 输出：数码管控制信号`digit_anode`；7段LED显示器控制信号`segment`。 #### 4. 软件设计 - **模块划分**：整个系统由多个Verilog模块组成，每个模块负责特定的功能。 - `caculator`：主控制器模块，负责接收用户输入、控制计算过程以及结果显示。 - `Timer_1ms`：定时器模块，用于生成1ms的时钟信号。 - `anti_jitter`：防抖动模块，用于过滤按钮输入中的抖动。 - `cal`：计算模块，执行具体的加减乘除运算。 - `tobcd`：转换模块，将BCD码转换为十进制数。 #### 5. 主控制器模块 (`caculator`) - **输入**： - `clk`：时钟信号。 - `btn_in`：按钮输入，用于控制数值输入。 - `sw`：开关输入，用于清零或选择运算类型。 - **输出**： - `digit_anode`：数码管控制信号。 - `segment`：7段LED显示器控制信号。 - **内部变量**： - `A`、`B`：用于存储输入的两个16位十进制数。 - `disp_num`：用于存储计算结果。 - **功能实现**： - 通过按钮输入增加或减少数值。 - 通过开关选择运算类型（加减乘除）。 - 调用计算模块进行运算，并将结果存储在`disp_num`中。 - 调用显示模块将结果展示在7段LED显示器上。 #### 6. 计算模块 (`cal`) - **输入**： - `A`、`B`：两个待计算的16位十进制数。 - `sw`：运算选择信号（000为输入，001为加法，010为减法，011为乘法，100为除法）。 - **输出**： - `result`：计算结果。 - **功能实现**： - 根据`sw`的值选择不同的运算方式。 - 对于除法运算，判断除数是否为0，如果为0则显示错误信息。 #### 7. BCD转换模块 (`tobcd`) - **输入**： - `in`：待转换的BCD码。 - **输出**： - `result`：转换后的十进制数。 - **功能实现**： - 将输入的BCD码转换为十进制数形式。 #### 8. 总结 本项目通过Verilog HDL实现了在Xilinx Spartan-3 FPGA平台上的四则运算计算器。通过合理的模块划分和逻辑设计，不仅能够完成基本的运算任务，还考虑了异常情况下的错误提示，具有较高的实用价值。此外，通过实际的硬件验证和仿真测试，可以进一步验证设计的正确性和稳定性。