fpga课程论文-基于fpga设计的电子密码锁

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1、摘要基于FPGA设计的电子密码锁是一个小型的数字系统，与普通机械锁和比，具有许多独特的优点:保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。H前使用的电子密码锁人部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，W编码器与解码器的生成为软件方式。在实际极用屮，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。本文介绍-•种基于现场可编程门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计A法釆用VHDL语言对系统进行描述，丼在FLEX10K10LC84-4上实现。系统所实现的功能：用户给电子密码锁设定一个密码，当使用木机键盘开锁时，该密码与川户设定的密码比较，如果密码正确，则开锁；如果密码不正确，则允许用户重新输

2、入密码，最多可输入三次，若三次都不正确，则扬声器报警，直到按复位键才允许再次输入代码。通过仿真调试，利用可编程器件FPGA的电子密码锁的设计基木达到了预期H的。当然，该系统在一些细节的设计上还需要不断的完善和改进，特别是对系统的扩展有很好的实用和设计的价值。关键词：现场吋编程门阵列，硬件描述语言，电了密码锁，扬卢器绪言系统以利川可编程器件实现电子密码锁的设计为研究背贵、现状以及发展方14,明确桁fli了电子密码锁而临的问题和所解决的方法。1.1课题背景基于FPGA的电子密码锁是新型现代化安全管理系统，它集微机A动识別技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，计算机技术，通讯技术

3、，生物技术等诸多新技术。它足解决重要部门出入UI实现安全防范管理的奋效措施，适川各种场合，如银行、宾馆、机房、军械库、机耍室、办公间、智能化小区、工厂、家庭等。在数字技术网络技术飞速发展的今大，电子密码锁技术得到了迅猛的发展。它早己超越了单纯的门道及钥匙管理，逐渐发展成为一奩完整的出入管理系统。它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着g大的作用。在该系统的基础上增加相应的轴助设备可以进行电梯控制、车辆进出控制，物业消防监控、餐饮收费、私家车库管理等，真正实现区域内一卡锊能管理。R前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主耍器件，其编码器勾解码器的生成为软件方式

4、。在实际应川中，由于程序界易跑飞，系统的可靠性能较差。基于PTGA的电子密码锁己经是现代生活中经常川到的工具之一，川于各类保险栢、房门、防盗门等等。用电子密码锁代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点。由于采川的足可编程逻辑器件FPGA,使得系统奋相当人的灵活性，随吋可以进行硬件升级、扩展，而且系统设计完善以后还可以将主控的FPGA固化成一片ASIC,那么这块ASIC就讨以作为专用的数字密码锁芯片。而TL由于硬件讨升级，还可随时增加密码位数或增加新的功能，使得密码锁旮更尚的安全性、可靠性和方便性。1.2课题研究的目的和意义电子杂志、报刊经常刊登有密码开关、

5、密码锁这样的电路，大多数是使用常用的数字电路，如CD4017,然后通过不同的连接方式实现密码控制功能。这种电路的特点就足密码修改只能通过改变电路的连接来实现，密码很界鉍被破解，电路复杂，故障率菇。木制作是针对这些电路而设计的，将以往的以单片机实现设计改为讨编程器件FPGA利用VHDL编程实现电子密码锁的设计。这种没计移动方便。基于FPGA的电子密码锁具奋保密强、灵活性高、适用范W广等特点，它在键盘上输入，与打电话差不多，因而易于掌握，突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符，既准确乂可靠，不会丢失（除了忘记），难以被窃（除非自己池露）。但是密码不能太简单，太简单了就界易被他

6、人在键盘上试探出来，或者可能被旁观者窥测出来，造成保密性不足。当然，密码乂不能人复杂，人复杂了可能自己都糊涂了，或者输入密码操作成功率低，造成使用不便。因此，为了发扬优点、克服弱点,木设计采用“任意设定数字密码”技术使得被授权人可以根裾£1己的需要或喜好设定密码,常用常新，在输入密码的过程中，当用户键入错误密码吋，系统就会报瞥，曲扬声器发出5秒报瞥声，当连续三次出现密码错误吋，则系统会长吋间报瞥不止，这时必须按复位方可倥止。本设计的FPGA电子密码锁的特点是：体积小、功耗低、价格便宜、安全可靠，维护和升级都十分方便，其有较好的应用前景。它与传统锁具的不同之处在于：它与可编程逻辑器件实

7、现系统的设计，放用简洁清晰的VHDL语言实现设汁编程思想，能够实现适时、智能控制管理功能，特别是在系统的扩展上有很好的优势。1.3课题的主要研究工作课题主耍解决系统硬件和软件两方而的问题。硬件方而耍解决FPGA讨编程器件与其外围电路的接UI没计的问题；软件方面主要问题是利川VIIDL语言完成基于EPGA的电子密码锁的编程问题。除此之外，税序还要完成基本的密码开锁功能，卯通过扬声器长吋间呜叫报警。本设计是由FPGA4编程逻辑器件编程实现的控制电路，具体有按键