夜雨聆风
经典FPGA源码分享
在FPGA学习过程中，乘法器、除法器、二进制转BCD码等基础模块的设计是核心重点，但多数设计仅完成仿真验证，缺乏实际硬件上板测试，难以确保模块功能的实用性。本文以8位十进制计算器为载体，整合多种自研功能模块，完成硬件上板验证，全程未调用任何厂商IP核，实现了设计的高通用性与资源高效利用。（文末附源码下载链接）。
本计算器基于FPGA实现8位十进制数加、减、乘、除四则运算，通过4×4矩阵键盘输入数据与运算符，8个数码管实时显示输入数据及运算结果，支持连续运算功能。按下等号得到结果后，可直接输入数字开启新运算，或按下运算符将上一次结果作为本次运算的第一个操作数；清零按键可清除所有历史输入，多次输入运算符时仅最后一次生效，操作便捷贴合实际使用场景。
系统顶层模块作为枢纽，仅完成7个子模块的信号连线，各子模块分工明确。其中，矩阵键盘检测模块采用状态机实现逐行扫描与20ms消抖，精准识别按键位号并输出有效信号；控制模块作为核心，通过状态机实现按键识别、运算控制与显示数据分配，协调各模块有序工作。
部分代码展示：
运算模块均采用移位+加法架构设计，乘法器支持14位输入、27位输出，运算延迟可控；除法器支持27位输入，可精准输出商值，两者均避免了传统架构的资源浪费与频率限制。二进制转BCD码模块采用参数化设计，通过移位+加法算法，解决了除法+取余算法的弊端，可灵活适配不同位宽转换需求。
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