"赵悦梅同学的VHDL语言实验报告,设计了一个简单的五位数加减计算器,使用Quartus II开发平台,通过键盘输入数字,0/1信号控制加减操作,并在16*16显示板上显示结果。当输入超过五位或结果超出五位时,显示错误。"
这篇实验报告描述的是一个基于VHDL语言设计的简单计算器项目,主要用于学习VHDL编程和硬件设计。VHDL是一种用于电子设计自动化,特别是用于描述数字系统的硬件描述语言。在这个实验中,计算器的功能包括:
1. **键盘输入**:用户通过键盘输入两个五位数的加减运算数。
2. **操作控制**:通过0/1信号来控制加法、减法和等于操作的显示。当0/1信号为1时,会在显示器上呈现相应的操作符。
3. **数码管清空**:在显示加减符号时,会清空数码管以便输入第二个数字。
4. **结果显示**:当显示等号时,计算器将计算结果展示出来。如果结果超过五位,则显示“ERROR”。
5. **输入限制**:计算器只接受最多五位数的输入,超过则视为无效输入。
实验过程中,学生使用了Altera公司的Quartus II开发环境,这是一个综合、仿真、布局布线的工具,支持VHDL代码的编写和调试。通过Quartus II,学生能够完成以下步骤:
- **编写VHDL源码**:源码中包含对不同输入信号的处理逻辑,例如根据`input`信号选择对应的数码管显示。
- **设计流程**:包括逻辑设计、仿真验证、综合优化和硬件配置。
- **电路原理图**:展示了计算器硬件实现的逻辑结构。
- **波形图**:用于验证程序的正确性,显示了各种信号在运行过程中的变化情况。
实验的目的不仅在于理解VHDL语言的基本语法和逻辑设计,还在于掌握如何将软件设计与硬件实现相结合,以便在实际的硬件平台上运行和验证设计。
在程序源码部分,可以看到一个名为`two`的实体,它有三个接口:`output`用于输出数码管的显示数据,`input`接收键盘输入的编码,而`ddp`可能是一个控制信号。源码中的`with...select`语句用于根据`input`信号的值来决定`output`的值,即数码管的显示内容。
通过这个实验,学生可以深入理解VHDL语言的编程技巧,熟悉硬件描述语言在数字系统设计中的应用,同时增强对数字逻辑和微电子系统设计的理解。