吴超电子密码锁.doc

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1、一、设计思想本设计采用EDA技术和VHDL语言设计了一种按键输入密码并数码管回显，当输入正确密码时轰动绿灯亮、红灯熄灭表示开锁，而当输入错误密码时，红灯亮、绿灯熄灭表示关锁。根据系统设计要求，系统设计采用自顶向下的设计方法。1.基本原理在本实验中采用的是VHDL编程，通过文本编辑方式建立模块，通过原理图方式将生成的图形符号连接，然后再下载，进行硬件的仿真。密码锁要达到的功能为：为达到密码锁的以上功能，可将电子密码锁分为以下几个模块：密码锁输入电路、密码锁控制电路、LED输出显示电路。⑴、密码输入：每按下一个

2、数字键，就输入一个数值，并在显示器上显示出该数值。同时将先前输入的数据依次左移一个数字位置。程序下载后系统进入原始状态（原始密码000000），按下键8发光二极管8（绿灯）亮、法官二极管7（红灯）灭。当要重新设置密码时，直接输入自己想要设置的密码并按下键8，持续5S，数码管8由0变为1，此时7段数码管1、2、3、4、5、6对应显示新设置的密码。当要输入密码时，按下键7，先将密码清零，再随机输入一组6位密码，假如密码正确，发光二极管8（绿灯）立即亮；反之如不正确，等待5S，发光二极管7（红灯）亮并由蜂鸣器发出

3、20S的报警信号。⑵、密码清除：按下清除键可清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。⑶、密码更改：按下更改键可将目前数据设定为新的密码。⑷、密码上锁：按下上锁键可将密码锁上锁。31/32⑸、密码解除：按下解除键首先检查输入的密码是否正确，密码正确即解锁。2.设计框图为达到密码锁的以上功能，可将电子密码锁分为以下几个模块：密码锁输入电路、密码锁控制电路、LED输出显示电路。和报警电路等四部分组成顶层设计采用原理图设计方式，系统的整体组装设计原理图如图1所示。密码模块校对模块5S延时脉冲模块红灯灭绿灯亮绿灯

4、灭红灯亮20S报警20延时脉冲模块关锁开锁图1系统整体组装设计原理图二、设计步骤和调试过程1、模块设计和相应模块代码（1）分频由于要产生5秒、20秒的计时信号，故对系统时钟clk_1k进行分频来得到1Hz的时钟clk。其模块及部分程序如下：图2分频模块31/32process(clk_1k)variablecount:std_logic_vector(9downto0);beginif(clk_1k'eventandclk_1k='1')thencount:=count+1;endif;clk<=count

5、(9);endprocess;仿真波形如下：图3分频仿真图（2）设置密码本模块主要是将设置的密码锁存到中间变量ram中去，同时控制灯的变化，由于这里的灯并不能作为最终的输出，所以这里先用led_r_temp1、led_r_temp2代替。其模块及部分程序如下：图4设置密码模块process(enter1,set)31/32beginif(enter1'eventandenter1='1')thenif(set='0')thenram<=datain;led_r_temp1<='1';led_g_temp1<

6、='0';elseled_r_temp1<='0';led_g_temp1<='0';endif;endif;endprocess;仿真波形如下：图5设置密码仿真图（2）输入密码时第一个按键判断信号本模块主要在密码输入下，当第一个按键按下时产生一个judge信号（高电平有效），其模块及部分程序如下：图6判断信号模块process(set,clk_1k,datain)31/32beginif(clk_1k'eventandclk_1k='1')thenif(set='0')thenjudge<='0';els

7、if(set='1')thenif((datain(0)ordatain(1)ordatain(2)ordatain(3))='0')thenjudge<='0';elsif((datain(0)ordatain(1)ordatain(2)ordatain(3))='1')thenjudge<='1';elsejudge<='0';endif;endif;endif;endprocess;仿真波形如下：图7判断信号仿真图从仿真波形上看，当按键按下后judge信号由0变为1，但是当按键重新弹回0时，judge

8、信号又回到0，所以需对judge高电平信号进行锁存：31/32图8锁存模块signaltemp:std_logic:='0';beginprocess(judge)beginif(judge'eventandjudge='1')thentemp<='1';endif;endprocess;judge_load<=temp;仿真波形如下：图9锁存模块仿真图（2）5秒计时信号该模块是产生一个5秒计时的信号state，