九九乘法表EDA课设

燕山大学课程设计（论文）任务书

院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电子实验中心 学 号 设计题目 设 计 技 术 参 数 设 计 要 求 学生姓名 9乘9乘法表 专业（班级） ●在数码管上显示乘数、被乘数和结果 ●分别用4个拨码开关设置乘数和被乘数 ●当设置的乘数和被乘数超过9时均按0处理，同时输出双色点阵显示W，蜂鸣器蜂鸣5秒。 ●用4个数码管显示乘数、被乘数和结果 ●用拨码开关设置乘数和被乘数 ●用双色点阵和蜂鸣器进行过9提示 工 作 量 ●学会使用Max+PlusII软件和实验箱； ●独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试； ●参加答辩并书写任务书。 1. 了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusII，下发任务书，开始电工 作 计 划 参 考 资 料 路设计； 2. 学习使用实验箱，继续电路设计； 3. 完成电路设计； 4. 编程下载、连接电路、调试和验收； 答辩并书写任务书。 《数字电子技术基础》.阎石主编.高等教育出版社. 《EDA课程设计B指导书》. 指导教师签字 基层教学单位主任签字 李鑫滨 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。

2013年 12月20日

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

目 录

第1章 摘要…………………………………………………………………………………1 第2章 设计说明……………………………………………………………………………2 第3章 原理图…………………………………………………………………………8 第4章 仿真图……………………………………………………………………10 第5章 管脚锁定 …………………………………………………………………………13 第6章 心得体会…………………………………………………………………………15 参考文献 ……………………………………………………………………………………17

1

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第1章 摘要

9*9乘法表4X4并行乘法器来设计,在此基础上加上适当的进制转换逻辑来实现,该校正逻辑可将二进制的“积”改变成所要求的十进制格式。在十进制运算时,当被乘数和乘数与9大小比较时，需要通过数据比较器比较，从而控制点阵和蜂鸣器以及静态数码管。

关键词：9*9乘法器、静态数码管显示、蜂鸣器警报

第1页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第2章 设计说明

2.1 设计要求

1、用4个数码管显示乘数、被乘数和结果。

2、用拨码开关设置乘数和被乘数。 3、用双色点阵和蜂鸣器进行过9提示。 2.2 设计技术参数

1、在数码管上显示乘数、被乘数和结果。 2、分别用4个拨码开关设置乘数和被乘数。

3、当设置的乘数和被乘数超过9时均按0处理，同时输出双色点阵显示字母“W”，蜂鸣器持续5秒。

2.3 设备简介

1、8*8双色点阵显示模块

实验箱上的8*8双色点阵显示模块，由点阵显示信号接线组“COL1-8R（T）”“、COL1-8R（T）”、“ROW1-8（T）”和双色点阵显示组成。实验系统所示的信号接线组为“COL1-8R（T）”时，发红光；实验系统所示的信号接线组为“COL1-8G（T）”时，发绿光；如同时亮为橙光。发光原理为：当列共阳为高电平，行共列为低电平，所接的发光像素点点亮。

通过电路控制对8*8点阵进行扫描，可以实现对双色点阵的控制，，当控制频率很大时，由于发光二极管有余辉，且人眼有视觉停留，使得肉眼不能分辨，看起来就是8行一起点亮的。从而实现点阵的“W”显示。 2、蜂鸣器模块

蜂鸣器模块含有一个蜂鸣器BUZZER和一个跳线器JBUZZER。当使用蜂鸣器时，此跳线短接。同时独立扩展下载板CPLD/FGPA2_CF的SPEAKER接高电平时，蜂鸣器工作。 3、8位数字开关组

8位数字开关组对应拨码开关的8路输入信号“SW1—SW8”。当开关拨到“ON”为逻辑“1”开关拨到“OFF”逻辑“0”电平。

第2页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

2.4设计思路

本实验需要在数码管上显示乘数、被乘数和结果分别用4个拨码开关设置乘数和被乘数当设置的乘数和被乘数超过9时均按0处理，同时输出双色点阵显示W，蜂鸣器持续5秒。

依据实验要求，经分析，系统应分为以下几个主要部分。

一、输入部分：该部分需要输入乘数与被乘数的八位二进制数，为整个系统提供输入信号。

二、数据比较部分：该部分需要将输入的乘数与被乘数与“9”相比较，并控制乘法器的输入。

三、运算部分：完成被乘数与乘数的乘法运算。

四、输出部分：该部分需要译码器将运算结果译码，并输出至静态数码管。 五、蜂鸣器部分：由数据比较器控制，实现蜂鸣器工作。 六、点阵部分：由数据比较器控制，实现点阵的显示。

由此可知，系统需要以下元器件：SW0-SW8八位二进制开关、7485数据比较器、74285并行乘法器（高四位）、74284并行乘法器（低四位）、74138译码器、74160计数器、蜂鸣器、8*8点阵、静态数码管。

被乘数：SW1-SW4四位二进制输入。 数据比较器A： 比较被乘数与9的大小 蜂鸣器 乘法器 点阵 译码器 数码管 乘数：SW5-SW8四位二进制输入 数据比较器B： 比较被乘数与9的大小 第3页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

2.5 模块介绍

1、输入比较部分：选择8个內锁的八位二进制开关，控制输入被乘数与乘数的信号，然后连接至两个7485数据比较器。利用两片7485和相应的组合逻辑电路，将输入的乘数通过7485和9做比较，如果乘数小于等于9，即从或门输出一个高电平1和输入乘数的各个位相与，即输入各位不变；如果乘数大于9，即从或门输出一个低电平0和输入乘数的各个位相与，相与后各位都为0，即实现了当输入乘数、被乘数大于9时同时输入0。

2、蜂鸣器部分：利用十进制加法器74160进行计时，若设置时钟脉冲信号周期为一秒，则循环0000、0001、0010、0011、1000五个状态，在1001暂态停止，实现了5秒定时功能。定时器输入部分由两片7458的 AGBO引线加或门控制ENT使能端工作。输出部分通过一定逻辑门电路控制输出端口，控制蜂鸣器工作状态。

3、乘法器部分：将输入的乘数与被乘数各八位二进制数和7485输入信号比较的结果依次接入74284和74285的相应引脚，输出结果即为积的二进制编码。

4、H3CD模块：将输出的八位二进制结果转换为十进制，设定输出2D0-2D7,并将高位输出至数码管4，低位输出至数码管3。

5、点阵部分：运用74160计数器设定由0000起始的8个状态，分别扫描点阵的第0行至第8行，设置输出ROW1-ROW8控制实验箱，扫描时输出低电平启动行。然后，运用一定的逻辑电路控制各行的各LED灯亮灭，从而组成“W”字母的图案，并设置LED灯输出RED1-RED8，控制实验箱。

第4页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

2.6 真值表

2.6.1 乘法器真值表

当被乘数与乘数均不大于9时，输出两数之积（以3*4和8*9为例）

被乘数输入 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 乘数输入 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 积输入 1 0 1 0 1 1 0 0 当被乘数与乘数两者均大于9或其中之一大于9，输出0（以15*15、11*9和8*13为例） 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2.6.2 点阵真值表2.6.2.1 当无过9输入时

ROW1 ROW2 ROW3 ROW4 ROW5 ROW6 ROW7 ROW9 RED1 0 0 0 0 0 0 0 0 RED2 0 0 0 0 0 0 0 0 RED3 0 0 0 0 0 0 0 0 RED4 0 0 0 0 0 0 0 0 RED5 0 0 0 0 0 0 0 0 RED6 0 0 0 0 0 0 0 0 RED7 0 0 0 0 0 0 0 0 RED8 0 0 0 0 0 0 0 0

2.6.2.2 当有过9输入时 ROW1 ROW2 ROW3 ROW4 ROW5 ROW6 ROW7 ROW9 RED1 1 1 1 1 1 1 1 1 RED2 1 1 1 1 1 1 1 1 RED3 0 0 0 0 0 0 1 1 RED4 0 0 1 1 1 1 1 0 RED5 0 0 1 1 1 1 1 1 RED6 0 0 0 0 0 0 1 1 RED7 1 1 1 1 1 1 1 1 RED8 1 1 1 1 1 1 1 1

第5页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

2.6.3 各芯片真值表 1、7485数据比较器

2、74284并行乘法器（高四位）

3、74285并行乘法器（低四位）

第6页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

4、74160十进制计数器

5、74138译码器

第7页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第3章 原理图

3.1总体原理图

1. 1 总原理图

3.2 输入比较模块

1. 2 输入比较模块

第8页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

3.3 点阵模块

1.3 8*8点阵模块

3.4 蜂鸣器模块

1. 4 蜂鸣器模块

第9页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第4章 模拟仿真图及结果分析

4.1 模拟仿真图

4.1.1 点阵显示“W”仿真图

5.1.2 蜂鸣器仿真图

第10页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

4.2 乘法器仿真图及结果分析 4.2.1 输入4*8仿真图

结果分析：被乘数和乘数分别输入4和8时（即0100B和1000B），首先其通过7485数据比较器与9比较，均比9小，则ALBO输入高电平，输入端数值和数码管显示不受影响；ALGO输出低电平，锁定蜂鸣器和点阵74160的使能端ENT，使它们不工作，即BUZZER使能端输出0，点阵使能端输出0，ROW全部为高电平。其后，输入的数据进入74284和74285进行乘法运算，至静态数码管输出00110010B，即32D，功能实现。 4.2.2 输入4*12 仿真图

结果分析：被乘数和乘数分别输入4和12时（即0100B和1100B），首先其通过7485数据比较器与9比较，被乘数比9小，故被乘数所属7485的ALBO输出高电平，相与后

第11页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

正常输入乘法器；乘数比9大，故7485的ALGO端输出低电平，相与后使输入乘法器的数值为0000，相应静态数码管显示0；同时，AGBO端输出高电平，相或后驱动蜂鸣器使能端BUZZER和点阵使能端LED，使蜂鸣器和点阵工作。其后，输入通过乘法器，相当于0100B与0000做乘法，输出结果为0,功能实现。

第12页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第5章 管脚锁定及连线

5.1 输入输出描述及管脚锁定 5.1.2 输入比较部分

I/O端 描述 管脚锁定值 输出端 描述 管脚锁定值 SWN1 被乘数A最高位 39 1D4 静态数码管2 133 SWN2 被乘数A次高位 40 1D5 静态数码管2 134 SWN3 被乘数A次低位 41 1D6 静态数码管2 135 SWN4 被乘数A最低位 44 1D7 静态数码管2 136 SWN5 乘数A最高位 45 2D0 静态数码管3 198 SWN6 乘数A次高位 46 2D1 静态数码管3 196 SWN7 乘数A次低位 47 2D2 静态数码管3 195 SWN8 乘数A最低位 53 2D3 静态数码管3 192 1D0 静态数码管1 127 2D4 静态数码管4 68 1D1 静态数码管1 128 2D5 静态数码管4 69 1D2 静态数码管1 131 2D6 静态数码管4 70 1D3 静态数码管1 132 2D7 静态数码管4 71 5.1.3 蜂鸣器部分

I/O端 描述 管脚锁定值 I/O端 描述 管脚锁定值 CLK1 蜂鸣器点阵时钟信号 11

第13页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

5.1.4 点阵部分

I/O端 描述 管脚锁定值 I/O端 描述 管脚锁定值 ROW1 点阵行1 75 RED1 点阵列1 199 ROW2 点阵行2 83 RED2 点阵列2 187 ROW3 点阵行3 85 RED3 点阵列3 179 ROW4 点阵行4 86 RED4 点阵列4 177 ROW5 点阵行5 87 RED5 点阵列5 176 ROW6 点阵行6 88 RED6 点阵列6 175 ROW7 点阵行7 89 RED7 点阵列7 174 ROW8 点阵行8 90 RED8 点阵列8 173 5.2 连线

ROW1-ROW8 连接 ROW1-ROW8插孔（点阵行） RED1-RED8 连接 RA1-RA8插孔（红点阵列） CLK1 连接 11 时钟脉冲信号

第14页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

第6章 心得体会

本次EDA课程设计，是我第一次深入接触电路设计和工程设计的内容。作为一个测控专业的学生，我在过去的两年半中学习了专业的各方面知识，包括电路原理、模拟电路、数字电路等等，而这周的EDA课设，将我们学过的各方面电学知识和现代电路设计方法结合起来，应用计算机软件进行课题项目设计，不单夯实了我们的理论知识和对数字电路的理解，更极大的锻炼了我们实际动脑、动手能力。

我的设计题目是9*9乘法器，通过拨码开关输入两个十以内的数（大于9的时候按0处理），将输入的数通过静态数码管显示，相乘后的结果也通过两个静态数码管显示出来。在输入非法数字时，蜂鸣器发生五秒警报。该设计具有实际意义，它包含了从教材上截取的精华，比如比较器与9比较，二进制数字向BCD码的转换。

在这一周的设计过程中，我遇到了很多的问题，比如，蜂鸣器的定时，要求五秒警报，能在启动；比如，动态数码管的显示过程。本设计题目并没有我最初想象的那么简单，在一步步的设计进程中，我遇到了问题，学会了自己解决问题，收获颇多。很多问题在课本教材的学习过程中没遇到过，实际的动手设计很重要，可以锻炼的更多，收获的更多。

通过一周课程设计，我受益良多。在老师的指导下，我学会了软件MAX+plus II 10.2 BASELINE的基础使用方法，初步了解了电气设计的过程，接触了工程设计的概念。在这一周的时间里，我独立进行思考，设计电路，调试波形??这次课设让我在实际中真正地运用了在课本中学到的东西，既加深理论知识的理解，又锻炼了自己的动手能力，感谢老师一周的耐心讲解和帮助。

第15页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

参考文献

1 常丹华. 数字电子技术基础. 电子工业出版社，2010年

2 张强. EDA实验指导书B. 2012年

第16页，共17页

燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

燕山大学课程设计评审意见表

指导教师评语： ①该生学习态度 （认真 较认真 不认真） ②该生迟到、早退现象 （有 无） ③该生依赖他人进行设计情况 （有 无） 平时成绩： 指导教师签字： 年 月 日 图面及其它成绩： 答辩小组评语： ①设计巧妙，实现设计要求，并有所创新。 ②设计合理，实现设计要求。 ③实现了大部分设计要求。 ④没有完成设计要求，或者只实现了一小部分的设计要求。 答辩成绩： 组长签字： 年 月 日 课程设计综合成绩： 答辩小组成员签字： 年 月 日

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vc5g.html