键盘控制点阵十进制加法计算器设计

"利用键盘控制点阵进行十进制加法计算显示" 这篇文档涉及的知识点主要集中在电子工程和数字逻辑设计领域，特别是基于VHDL的硬件描述语言进行的 FPGA 设计。以下是对这些知识点的详细说明： 1. **点阵显示模块**：点阵显示是一种常见的数字和字符显示方式，通过控制点阵中的LED灯亮灭来显示字符或数字。16×16点阵由16行和16列的LED组成，可以用来显示1位的十进制数字或特定字符。 2. **键盘控制**：系统中使用矩阵键盘作为输入设备，通过检测按键的闭合状态，将用户的输入转换为数字信号。矩阵键盘的工作原理是通过扫描行线和列线的交叉点来确定哪个键被按下。 3. **VHDL编程**：VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）是一种用于描述数字系统的硬件描述语言，它可以用来设计、建模和验证数字逻辑电路。在这次设计中，VHDL用于编写键盘控制模块和加法计算模块的控制逻辑。 4. **组合逻辑电路和时序逻辑电路**：组合逻辑电路仅依赖于当前输入信号的状态，没有存储功能；时序逻辑电路则有内部状态，即其输出不仅取决于当前输入，还与之前的输入和内部状态有关。加法器通常包含组合逻辑元素，而计数器或寄存器则属于时序逻辑。 5. **可编程逻辑器件**：如FPGA（Field-Programmable Gate Array），它允许用户根据需要配置内部逻辑门，实现自定义的数字逻辑功能。在这个项目中，VHDL程序被下载到FPGA中，实现键盘输入的处理和点阵显示的控制。 6. **设计流程**：设计过程中包括了需求分析、逻辑设计、VHDL编码、逻辑仿真（用于验证设计功能）、硬件下载和实际功能验证等步骤。 7. **进位处理**：在进行十进制加法时，当结果超过9时需要进位。设计中特别指出，当有进位时，通过设置一个附加的输出信号CO（Carry Out）为高电平来指示这一情况，并可能通过额外的硬件（如发光二极管）进行视觉提示。 8. **系统框图**：系统框图描绘了各个模块之间的交互，包括输入信号（如RST、CLK、KEYIN）和输出信号（如LEDOUT、SEL、CO）。RST用于控制系统的启停，CLK是系统时钟，KEYIN接收键盘输入，LEDOUT和SEL控制点阵的显示，CO表示加法运算的进位情况。 9. **点阵显示原理**：LED点阵的优势在于其可以显示丰富的信息，同时具有低功耗、小巧便携等特点。通过控制行驱动输出和列选信号，可以在点阵上逐点点亮形成所需的字符或数字图案。 这份文档介绍了一个基于FPGA的电子设计项目，通过键盘输入控制点阵显示进行十进制加法运算，涵盖了数字电路设计、硬件描述语言编程、逻辑电路设计等多个关键知识点。