一种实现多复数乘加运算综合控制装置的制作方法

本实用新型属于复数运算的设备或装置技术领域，具体涉及到一种实现多复数乘加运算综合控制装置。

背景技术：

复数从实践中产生和发展起来，目的是为了解决现实问题。复数在电学、流体力学、振动学得到广泛的实际应用。学生的学习中，也经常要用到复数，因此，需要产生稳定，性能优越，处理速度较快的多复数乘加，学校也开有相关的专业课，产生多复数乘加运算平台。产生多复数乘加运算的实验平台也很多，主要存在以下几种：1.基于单片机的多复数乘加运算实验平台；2.基于ARM处理器的多复数乘加运算实验平台。但这些设备存在以下不足：基于单片机的多复数乘加运算实验平台，多复数乘加运算是由软件程序来实现，运算的速度较慢，尽管成本低；基于ARM处理器的多复数乘加运算实验平台，多复数乘加运算也是由软件程序来实现，对使用者要求较高；电路设计不完善，未能设置一些故障电路，考察学生分析能力；未能激发学生的全局意识、提高学生认识，具有认识的片面性；未能锻炼学生综合分析能力。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述多复数乘加运算平台的不足,提供一种设计合理、电路简单、集成度高的多复数乘加运算综合控制装置。

解决上述技术问题采用的技术方案是：

由于本实用新型采用独立按键开关SW1，SW2，SW3来控制参与多复数乘加运算的控制器；当按下开关SW1，开关SW2和开关SW3断开，主控器电路1进行多复数乘加运算；当按下开关SW2，开关SW1和开关SW3断开，主控器电路2进行多复数乘加运算；当按下开关SW3，开关SW1和开关SW2断开，FPGA电路进行多复数乘加运算；该装置集成度高、将不同的平台整合在一起，电路采用多种控制手段，方便、快捷，实验功能性强，设计灵活可引导学生发散思维，提高复数运算速度的认识。

附图说明

图1是本实用新型电气原理方框图。

图2是图1中按键电路，显示电路和FPGA电路的电子线路原理图。

图3是图1中通信电路，主控器电路1和主控器电路2的电子线路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实用新型一种实现多复数乘加运算综合控制装置由FPGA电路、主控制器电路1、主控制器电路2、按键电路、通信电路、显示电路连接构成，主控器电路1，该电路是用微控制器做为控制器，该电路的输出端接FPGA电路的输入端；主控器电路2，该电路是用微处理器做为控制器，该电路的输出端接FPGA电路的输入端；通信电路，该电路是用来接收串行复数数据，该电路的输出端接FPGA电路的输入端；按键电路，该电路是用来选择控制器，该电路的输出端接FPGA电路的输入端；显示电路，显示复数乘加运算结果，该电路的输入端接FPGA电路的输出端；FPGA电路，该电路是用FPGA做为控制器,进行多复数乘加运算进行控制。

在图2中，本实施例的按键电路是由开关SW1～SW3，R1～R3连接构成，其中，开关SW1的一端接3V,开关SW1的另一端接电阻R1，电阻R1的另一端接地；开关SW2的一端接3V,开关SW2的另一端接电阻R2，电阻R2的另一端接地；开关SW3的一端接3V,开关SW3的另一端接电阻R3，电阻R3的另一端接地。

显示电路是由连接器J1，电阻R4，R5连接构成，其中，连接器J1接LCD1602显示器，连接器J1的引脚18接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接连接器J1的引脚3，连接器J1的引脚2,19接3V,电阻R5的一端接连接器J1的引脚3，电阻R5的另一端接3V。

FPGA电路由集成电路U1，连接器J2，晶振Y1连接构成，集成电路U1的型号为EP1C6F256C7，晶振Y1的型号为JHY50M,Y1的引脚3接地，Y1的引脚1接地，Y1的引脚4接集成电路U1的引脚G1，连接器J2的引脚14接集成电路U1的引脚H14，连接器J2的引脚13接集成电路U1的引脚H15，连接器J2的引脚12接集成电路U1的引脚J14，连接器J2的引脚11接集成电路U1的引脚J15，连接器J2的引脚10接集成电路U1的引脚J3，连接器J2的引脚9接集成电路U1的引脚J2，连接器J2的引脚8接集成电路U1的引脚K4，连接器J2的引脚7接集成电路U1的引脚H2，连接器J2的引脚6接集成电路U1的引脚J4，连接器J2的引脚5接集成电路U1的引脚H4，连接器J2的引脚4接集成电路U1的引脚H3，连接器J2的引脚3接集成电路U1的引脚J13，连接器J2的引脚2接集成电路U1的引脚K13，连接器J2的引脚1接地，集成电路U1的引脚J7，J9，K6，K8，K10，L6，L8，L9，L11，T1，T5，T12，T16，A1，A5，A12，A16，F6，F8，F9，F11，G7，G9，G11，H8，H10接地，集成电路U1的引脚L7,L10,T14,T3,K11,C16,P16,A14,A3,F7,F10,P1,G6,C1接3V,集成电路U1的引脚H11，H6接模拟电压1.5V，集成电路U1的引脚J6,J5,J12,J11,A7,A10,G8,G10,H7,H9,J8,J10,K7,K9,T7,T10接1.5V。

在图3中，本实施例的通信是由集成电路U4，连接器J2构成，其中，集成电路U4的引脚8接5V，集成电路U4的引脚5接地，集成电路U4的引脚6,7接连接器J2的两端，集成电路U4的引脚1接集成电路U1的引脚E5,集成电路U4的引脚2接集成电路U1的引脚E6,集成电路U4的引脚3接集成电路U1的引脚C6,集成电路U4的引脚4接集成电路U1的引脚B6。

主控器电路1是由集成电路U3，电容C1～C3，电阻R6，晶振Y2连接构成，集成电路U3的引脚18,19接晶振Y2的两端，电容C1的一端接地，电容C1的另一端接集成电路U3的引脚18，电容C2的一端接地，电容C2的另一端接集成电路U3的引脚19，集成电路U3的引脚16,17,62,31,40接3V,集成电路U3的引脚41，30，61，5，15接地。

主控器电路2是由集成电路U2构成，集成电路U2的引脚40接5V，集成电路U2的引脚1,20接地，集成电路U2的引脚16接集成电路U1的引脚P15，集成电路U2的引脚15接集成电路U1的引脚R16，集成电路U2的引脚14接集成电路U1的引脚N15，集成电路U2的引脚13接集成电路U1的引脚N16，集成电路U2的引脚12接集成电路U1的引脚K12，集成电路U2的引脚11接集成电路U1的引脚K14，集成电路U2的引脚10接集成电路U1的引脚L12，集成电路U2的引脚9接集成电路U1的引脚N14，集成电路U2的引脚8接集成电路U1的引脚M13，集成电路U2的引脚7接集成电路U1的引脚M14，集成电路U2的引脚6接集成电路U1的引脚L13，集成电路U2的引脚5接集成电路U1的引脚M15，集成电路U2的引脚4接集成电路U1的引脚M16，集成电路U2的引脚3接集成电路U1的引脚L14，集成电路U2的引脚2接集成电路U1的引脚L15，集成电路U2的引脚39接集成电路U1的引脚L16。

本实用新型的工作原理如下：

系统上电，电路开始初始化工作。系统正常工作时，当按下开关SW1，开关SW2和开关SW3断开，主控器电路1工作。此时,是用主控器电路1进行多复数乘加运算，集成电路U3用软件算法实现复数的乘加运算，当进行复数乘法时，信号状态发生跳变，指示开始的状态信号从集成电路U3的引脚26输出，输入到集成电路U1的引脚R11；此后，进行复数加法运算，当加法运算结束后，信号状态发生跳变，指示结束的状态信号从集成电路U3的引脚25输出,输入到集成电路U1的引脚P11；再次，复数运算结果数据控制信号从集成电路U3的引脚24输出4个脉冲波形，输入到集成电路U1的引脚N11；复数运算结果数据从集成电路U3的引脚56,55,50～47，42，39输出，输入到集成电路U1的引脚R5,P5，M5，M6，N5,N6,P6，R6；集成电路U1接收数据信号，由集成电路U1的LCD显示控制逻辑，将复数运算的结果数据显示到LCD上，其中，控制信号从集成电路U1的引脚B11,C11,E9,C13,B14输出，数据信号从集成电路U1的引脚E11，E12，D11，D12，C12，B12，A13，B13输出，输入到连接器J1，在LCD上显示出复数运算的结果。

当按下开关SW2，开关SW1和开关SW3断开，主控器电路2工作。此时,是用主控器电路2进行多复数乘加运算，集成电路U3用软件算法实现复数的乘加运算，控制信号从集成电路U2的引脚38～35,28～26，33,32,23,34,22,19,21,24,25,31输出，地址数据信号从集成电路U2的引脚16～2,39输出，其中，地址与数据采用分时复用的方式，输入到集成电路U1，经过集成电路U1的复数乘法与复数加法控制逻辑处理，复数运算的结果数据集成电路U1的引脚E11，E12，D11，D12，C12，B12，A13，B13，控制信号从集成电路U1的引脚B11,C11,E9,C13,B14输出，输入到连接器J1，在LCD上显示出复数运算的结果。

当按下开关SW3，开关SW1和开关SW2断开，FPGA电路工作。此时,是用FPGA电路进行多复数乘加运算，信号输入到连接器J2的引脚1,2，输出到集成电路U4,的引脚6,7，集成电路U4是电平变换芯片，它将422标准的电平变成TTL数字信号电平,数据信号从集成电路U4的引脚4输入，输出到集成电路U1的引脚B6，由集成电路U1的串口控制逻辑，将串口接收的数据转变成8位并行数据，进而共接收8字节的复数数据，经过这8字节复数数据进行相乘与相加逻辑控制，复数运算的结果数据集成电路U1的引脚E11，E12，D11，D12，C12，B12，A13，B13，控制信号从集成电路U1的引脚B11,C11,E9,C13,B14输出，输入到连接器J1，在LCD上显示出复数运算的结果。