电子密码锁设计_毕设论文.doc

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1、电子密码锁设计电子密码锁设计摘要：本课题设计的主要是基于CPLD/FPGA来实现电子密码锁的设计，主要包括输入、控制和输出三大模块。其中输出部分由显示缓冲器、多路选通器、显示模块、时钟发生器、扫描信号发生器组成。显示缓存器是一个存储量为16位的寄存器，它用于存储LED显示的内容。多路选通器用于从显示缓存器中选择出某一个LED的内容用于显示。扫描信号用于选择片选信号，片选信号依次并循环地选通各个LED管时钟发生器，通过对全局时钟的分频得到扫描模块所需的时钟。显示模块由七段译码器和七段显示器组成。总体上输出部分电路的设

2、计都是基于VHDL语言来实现的。关键词：电子密码锁FPGA硬件描述语言EDA-34-电子密码锁设计目录1引言22概述42.1MAX+PLUSⅡ的概述42.1.1设计输入52.1.2设计处理62.1.3设计校验72.2MAX+PLUSII软件的设计流程82.3VHDL语言简介92.3.1CPLD/FPGA112.3.2VHDL的优点123总体设计133.1系统框图133.2系统说明143.2.1系统原理143.2.2各部分作用153.3总体电路说明183.3.1总体电路图183.3.2总体原理说明194单元电路设计2

3、04.1单元电路图204.2原理说明305总结325.1设计的优缺点325.2可以改进的地方325.3结语32参考文献34致谢35-34-电子密码锁设计1引言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，人们对它要求甚高，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，电子密码锁就是其中之一。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。这种锁是通过键盘输入一组密

4、码完成开锁过程。研究这种锁的初衷，就是为提高锁的安全性。由于电子锁的密钥量（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。电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，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。电子锁的种类繁多，例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。目前使用的电子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。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。基于现场可编程逻辑门阵列

5、FPGA器件的电子密码锁，用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。本课题设计的电子密码锁是基于CPLD/FPGA。电子密码锁主要由输入部分，控制部分和输出部分组成。其中输入部分包括4×4矩阵键盘、弹跳消除电路、键盘译码电路、键盘扫描电路；控制部分包括按键存储电路、密码存储电路、比较电路；输出部分包括多路选通器、七段译码器、扫描信号发生器。该密码锁具有密码输入、密码清除、密码激活、电锁解除和密码更改等功能,用一片复杂可编程逻辑芯片CPLD实现，因此它体积小、功耗低、价格便宜

6、，维护和升级都十分方便，具有较好的应用前景主要应用有：汽车锁，门锁，保险柜，仓库。-34-电子密码锁设计2概述2.1MAX+PLUSⅡ的概述Altera公司的MAX+PLUSⅡ开发系统是一个完全集成化、易学易用的可编程逻辑器件软件设计环境，可以在多种平台上运行，具有操作灵活、支持器件多、设计输入方法灵活多变的特点，是用户设计、开发以AlteraPLD器件为核心的软件开发工具。MAX+PLUSⅡ是MultipleArrayMatrixandProgrammableLogicUserSystem的缩写，软件版本分基本版

7、、商业版和学生版，学生版软件在功能上与商业版类似，仅在可使用的芯片上受到限制。MAX+PLUSⅡ的9.x版和10.x版均可安装在WIN95或WIN98/2000操作系统上，其中9.x版需32MB内存、1GB以上硬盘，10.x版需64MB内存、2GB以上硬盘。MAX+PLUSⅡ的设计过程可用图2-1表示：设计输入项目编译功能时序仿真项目校正编程/配置（可以使用原理图或文本输入设计要求）（用于检验设计输入是否正确）（用于检验所设计的电路功能是否符合设计要求）（将正确的设计通过计算机下载到硬件电路上，使其具有与设计电路相

8、符的逻辑功能）图2-1MAX+PLUSⅡ设计流程图为使设计者快速掌握MAX+PLUSII软件的使用,我们首先介绍MAX+PLUSII-34-电子密码锁设计软件的设计流程，它是由设计输入、设计处理、设计校验和器件编程四部分组成的。2.1.1设计输入MAX+PLUSII软件的设计输入方法有多种多样，主要包括文本输入方式、原理图设计输入方式、波形设计输入方式、层次