数电实验二：简易计算器(实验报告)

数电实验2实验报告

1、设计修改方案

（1）加入编码器连接4选一数据选择器，控制进行运算的种类

（2）修改了输出端数据选择器的程序，使得当计算器没有任何输入时，结果显示保持为0，并且利用芯片自身的灭零管脚，让显示结果中，当十位为零时，十

位的零不显示。

2、实验数据及分析

（1）修改后电路图（附后）

（2）仿真波形

设置输入2个4位二进制数为0110（十进制6）和0010（十进制2），计算方式控制SW[3:0]设为0111，即模拟除法操作，加入时钟信号。

①模拟除法波形：

可以看到十位（商）的数码管显示中，1、2、3、4、7段亮，显示为数字3，而个位（余数）显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6除2商3余0。满足计算要求。

②模拟乘法波形：（SW[3:0]设为1011，其他输入同上）

可以看到个位的数码管显示中，1、4、5、6段亮，显示为C(化为十进制为12)，而十位一直显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6乘2等于0C，即等于12。当改变输入4和2是，显示结果为8,。满足计算要求。

③模拟加法波形：（SW[3:0]设为1101，其他输入同上）

可以看到个位的数码管显示中，1、2、3、4、5、6、7段全亮，显示为数字8，而十位一直显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6加2等于08，即等于8。满足计算要求。

④模拟减法波形：（SW[3:0]设为1110，其他输入同上）

可以看到个位的数码管显示中，2、3、6、7段亮，显示为数字3，而十位一直显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6减2等于03，即等于3。满足计算要求。

从上面加减乘除四种功能运算的波形仿真可以看出，本实验设计能够正确完成对输入数字的上述四种运算。满足题目要求。

（3）硬件测试

修改后的管脚分配如下：

按照以上管脚分配将电路拷入实验箱。8个拨码开关分为两组用于设置想要输入的两个4位二进制数。当4个单独的负脉冲按键都没有被按下时，电路默认为除法操作，将左边四个拨码开关拨为“0110”（即X=6），右边4个拨码开关拨为“0010”（即Y=2）时，数码管显示30，说明6除2商3余0，结果正确，该输入X=4，Y=3，则显示11，即4除3商1余1，结果正确。保持X=4，Y=3当按下最左边的负脉冲按键时，执行减法操作，数码管显示为1，即4-3=1，修改X=8，Y=3后，数码管显示5，即8-3=5，结果正确。同理，拨动拨码开关使X=4，Y=3，当按下左数第二个的负脉冲按键时，执行加法操作，数码管显示为7，即4+3=7，重复置数测试结果都正确。当按下左数第三个的负脉冲按键时，执行加乘操作，使X=4，Y=2，数码管显示为8，X=6，Y=2时，数码管显示为C（12），重复测试结果正确。并且除了除法操作以外，其余计算中当十位为0时，则十位的0自动熄灭。

总之，经过实验箱硬件测试，本次试验设计的简易计算器完全符合选题要求，功能正确~

3、总结与体会

（1）故障分析及解决方案

简易计算器作为第二次选题试验，难度在所有选题中并不算高，而且设计思路很明确。但是在整个为期4天的设计测试过程中依然遇到很很多很多的问题，在波形模拟正确的前提下，进行硬件测试的过程也出现了了很多故障。首先就是加减乘除的控制问题，由于8个拨码开关全部用于置数，那么控制计算方式的开关就只能用矩阵键盘。但是按照组合电路设计好并分配管脚后不管按不按键盘，计算

方式都默认为除法没有任何改变。后来在老师的指导下使用了边上四个单独的负脉冲按键，并且用程序编了一个编码器。第一次测试失败的原因是貌似那个试验箱的四个负脉冲按键不好使，当时觉得是程序不对，后来我们组另一个人在他箱子上测试可以控制，这才算解决问题。另外还有显示的环节，数码管不管怎么样都显示两个8，电路程序模拟波形都没问题，后来问别的同学才发现CLK输入没加分频器，直接50MHZ就进去了，使数码管显示混乱，加了7个10分频的74290后，显示就正常了。

（2）心得体会