基于CPLD的电子密码锁设计毕业论文.doc

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1、基于CPLD的电子密码锁设计毕业论文目录1引言11.1电子锁设计的现实意义11.2当前电子密码锁的类别与工艺11.3本课题的设计思路22密码锁的硬件设计32.1开发流程32.2硬件结构52.3器件的选型与连接53密码锁的软件设计73.1系统功能设计方案73.2软件平台的选择93.3VerilogHDL主要功能list103.4各模块原理、程序及仿真113.4.1时钟113.4.2输入键盘123.4.3移位存储器133.4.4比较器143.4.5密码更改163.4.6音乐播放器183.4.7显示器224系统的仿真与调试264.1模块的调用264.2未分配引脚的设置264.3系统仿真284

2、.4调试过程中所遇到的问题294.4.1程序编写中易犯的错误294.4.2编译中常见错误30II结论31参考文献32附录1系统程序（完整版）33附录2实物效果图49致谢50II天津职业技术师范大学2014届本科生毕业设计1引言1.1电子锁设计的现实意义锁从来都是保护人身财产安全的人工屏障，几千年来，机械锁在能工巧匠的手中换化出诸多样式，但同时也伴随着年久腐锈，钥匙易遗失等一系列问题。且已然遭窃，主人却毫无所知，这一类的问题也时常发生。在科技成果无处不在的当代，在信息互联高度便利的今天，我们正在追求更可靠、更智能的安全装置，电子密码锁就是其中之一。据有关资料介绍，电子锁的研究早在上世纪三

3、十年代就开始了，并在一些特殊场所得到应用[1]。这种锁是通过键盘输入一组密码，根据密码校验的结果控制机械机构的动作，从而完成开锁过程的。由于电子锁的密码排列组合种类极多，并且可以避免因有形的钥匙被仿制或丢失而留下安全隐患，与机械锁相比，在安全性能上得到了很大的提高。再加上锁的密钥是一串符号，无需携带实体钥匙，避免了人们随身携带钥匙的烦恼，而在今天受到越来越多的人的青睐。1.2当前电子密码锁的类别与工艺电子锁的种类繁多，已开发的就有有数码锁、磁卡锁、生物锁等诸多类别，它们不仅被应用在住宅、保险柜等传统领域，还延用于公共场所的身份验证与签到，既保障了环境安全，又节约了人力和物力，本课题就设

4、计了一种基于CPLD技术的按键式电子密码锁。与当前大多数基于单片机技术的密码锁相比较,后者以单片机为控制核心的元素,用软件实现编码器和解码器的功能。在实际应用中,系统很容易跑飞,可靠性较差。而基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的电子密码锁,是采用CPLD器件为主控芯片的系统,所有的算法完全由硬件电路实现,使系统可靠性大大提高。同时，CPLD作为EDA的一种类别，具备了EDA设计的优点，采用自上而下的设计方案。这种设计方法使得多名设计师可以同时进行一个项目的设计。总设计师先将整个系统的硬件开发任务划分成多个可操作的小模块，模块划分完成后再把它们分别分配给下一层的多名设计师设计师。每一名设

5、计师都有明确的分工，他们只对自己所设计的模块负责；下层的工作都完成后，再交由上层设计师对其进行功能验证。可以逐层描述、逐层仿真，直至满足系统指标的设计方式，大大缩短了系统的开发时间，同时也降低了开发成本[2-3]。49天津职业技术师范大学2014届本科生毕业设计1.3本课题的设计思路该此密码锁设计所选择的开发环境是ALTARE公司的QuartusⅡ,并选择了该公司MAXII系列的EPM570T100C5芯片作为系统的核心部件，之所以做这样的选择是因为该系列的芯片在所有CPLD所有系列中单位I/O引脚的功耗和成本都是最低的。价格低廉，性能却不俗，支持高达300MHz的内部时钟频率，具有板

6、上振荡器和用户闪存，不需要分立振荡器或者非易失存储器，减少了芯片数量，并能实现JTAG命令，简化了电路板管理，在充分满足电子密码锁设计的需要的同时更兼备了高性能、低成本、低功耗的优势。模块设计方面，选择VerilogHDL描述语言设计密码锁方案，系统构成主要分为4个部分：数字密码输入模块、密码锁控制模块和密码锁显示模块以及声音模块。（1）密码输入模块：设计为加减计数器，以加按键、减按键和确定按键三键组合的方式实现每位密码十六种可能的输入，节省了键盘与芯片接口资源；（2）密码锁控制模块：定义了一个十六位比较器，将之前输入模块所记录下的密码与原设定密码进行比较，比较结果只返回“二者相等（a

7、eb）”一个状态位；（3）密码锁显示模块：为LCD1602单行实时显示，显示当前的键入密码与密码锁的状态；（4）声音模块：密码错误单频率蜂鸣报警，开锁成功则播放音乐。最后编写状态机连接各模块，全面实现系统功能。2密码锁的硬件设计2.1开发流程本次电子密码锁的设计以CPLD芯片为核心部件，是基于当下流行的EDA49天津职业技术师范大学2014届本科生毕业设计技术，其芯片的内部结构与系统开发的流程都有别于传统设计，为了更好地完成设计，我们必须明确以