基于FPGA的数字密码锁设计【开题报告+文献综述+毕业论文】

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1、本科毕业论文系列开题报告电气工程及其自动化基于FPGA的数字密码锁控制设计一、课题研究意义及现状随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把守护门的铁将军，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术的发展，各类电子产品应运而生，数字密码锁就是其中之一。目前使用的数字密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。基于现场可编程逻辑门阵列FPGA器件的电子密码锁，用FPGA器件构造系统，使得系统的工作可

2、靠性大为提高。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。当前，数字应用系统设计向小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展。FPGA是英文FieldProgrammableGateArray的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA的结构一般分为三部分：可编程逻辑模块、可编程I/O模块和可编程内部互连区IR。CL

3、B的功能很强，不仅能够实现逻辑函数，还可以配置成RAM等复杂的形式。基于SRAM的FPGA器件工作前需要从芯片外部加载配置数据。配置数据可以存储在片外的EPROM或者计算机上，设计人员可以控制加载过程，在现场修改器件的逻辑功能，即所谓现场可编程[1]。FPGA出现后受到电子设计工程师的普遍欢迎，发展十分迅速。二、课题研究的主要内容和预期目标1．主要内容本次课题，主要研究的是如何利用FPGA技术设计一个数字密码锁的主控模块，该模块主要能实现如下几个功能：密码的存储、数字显示、密码验证功能、报警功能和显示功能。完

4、成软件编程的同时，对FPGA开发板进行调试，实现功能的仿真显示。2．预期目标1)预期设计一个日常使用的数字密码锁，利用FPGA软件编程实现数字密码锁的主控模块。主控模块设计中主要是设计密码的存储、数字显示、密码验证功能、报警功能和显示功能，其中密码存储模块是它的密码规定电路，其功能有两个：一个是将存储的密码输出到比较模块中与外部输入的数字进行比较操作，另一个是存储用户修改后的密码。密码验证功能，当输入的数字符合电路中设定的数字时（即密码对），显示“0”表示输入密码正确，如果输入的密码是错误的，则显示“F”。并

5、且该数字密码锁仅能允许接收三次错误的密码数字输入，超过三次的错误密码数字后，电路不再接收密码数字输入，并触发报警功能，用喇叭发出报警音响。控FPGA译码按键显示声光显示密码存储器图1数字密码锁主要构成框图2)可靠性、安全性等方面的考虑.由于数字锁的密钥量（密码量）极大，可以与机械锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。数字锁只需记住一组密码，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。数字密码锁的优点：不用钥匙，不用电源，不用电池，没有废弃污染物；全机械结构，能承受相当恶劣的外部环境，使

6、用范围广；操作简单，开锁时间比较短，平均开锁时间约15秒；实际密码量大保密性能高，试探开锁的概率几乎为零；结构简单，结实可靠。三、课题研究的方法及措施1．研究方法首先要对数字密码锁和FPGA进行了解，这需要查阅一定的资料，清楚数字密码锁的原理，各项功能的实现，FPGA的硬件功能和其内部的逻辑功能。因为本次研究完成的主要是对数字密码锁的主控模块进行编程，其功能模块主要分成分频模块、同步消抖模块、使能电路模块、反相电路模块、密码存储模块、编码模块、比较模块、计数选择模块、数码管译码模块、指示电路模块和控制器模块，

7、那么要根据相关的资料对这些模块进行编译。编译通过后，先用软件进行仿真，查看其结果。如果仿真通过后，我设想是把程序下到FPGA开发板中，通过对按键和显示的设置，并用几次不同的输入密码情况来验证程序的正确性，到达预期的效果。2．研究措施1）收集查阅关于数字密码锁的相关资料，对FPGA的应用设计情况进行了熟悉了解；了解不同的设计实现方法，比较现有的相关方案，确定本课题研究和实现方案，然后对方案中的各单元进行了必要的分析和研究。2）对所研究的数字密码锁的功能进行分类，具体分成密码的存储、数字显示、密码验证功能、报警功

8、能和显示功能，并对各个功能进行软件编程。3）对各个功能模块进行具体功能分类，研究各功能之间的关系，制成图表，举一反三。然后对各个功能模块进行软件编译。4）完成了编程以后，要利用软件的仿真功能对编完的程序进行仿真，通过仿真得到的变化来初步判断程序是否满足预先所要求的功能。5）通过软件功能仿真后，根据结果进行适当调整和软件调试，需要记录过程和研究成果以及心得体会。6）如果有时间，我会在FPGA开发板上接