基于vhdl的数字密码锁设计说明书

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1、1引言电子密码锁的使用体现了人们消费水平、保安意识和科技水平的提高,而且避免了携带甚至丢失钥匙的麻烦。目前设计密码锁的方法很多,例如用传统的PCB板设计、用PLC设计或者用单片机设计。而用VHDL可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的密码锁,优于其他设计方法,使设计过程达到高度自动化。本设计在Max+plusⅡ的环境中进行,用Al2tera公司ACEX1K系列的EP1K30TC14423来实现。ACEX1K是Altera公司着眼于通信、音频处理及类似场合的应用而推出的FPGA器件芯片系列,其典型门数为10万门,是当今Altera多种产品

2、中应用前景最好的器件系列之一。EDA技术设计电子系统具有用软件的方式设计硬件;设计过程中可用有关软件进行各种仿真,系统可现场编程、在线升级,整个系统可集成在一个芯片上等特点;不但设计周期短、设计成本低,而且将提高产品或设备的性能,缩小产品体积、提高产品的技术含量,提高产品的附加值。用VHDL设计电子密码锁方案:作为通用电子密码锁,主要由3个部分组成:数字密码输入电路、密码锁控制电路和密码锁显示电路,作为电子密码锁的输入电路。可供选择的方案有数字机械式键盘和触摸式数字键盘等多种。(1)密码锁输入电路包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘弹跳消

3、除电路、键盘译码电路等几个小的功能电路。(2)密码锁控制电路包括按键数据的缓冲存储电路,密码的清除、变更、存储、激活电锁电路(寄存器清除信号发生电路),密码核对(数值比较电路),解锁电路(开/关门锁电路)等几个小的功能电路。(3)七段数码管显示电路主要将待显示数据的BCD码转换成数码器的七段显示驱动编码。391.1设计背景随着社会的发展和人们生活水平的提高,人们的安全意识也逐步加强。传统的机械锁由于其构造的简单,失效的事件屡见不鲜,如何实现保密防盗这一问题变的尤其的突出,密码锁以其安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点受到越来越多人的欢迎

4、。基于VHDL语言的电子密码锁是新型现代化安全管理系统,它集微机自动识别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,生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施,适用各种场合,如银行、宾馆、机房、军械库、机要室、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天,电子密码锁技术得到了迅猛的发展。它早已超越了单纯的门道及钥匙管理,逐渐发展成为一套完整的出入管理系统[1]。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巨大的作用。在该系统的基础上增加相应的辅助设备可以进

5、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智能管理。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[2]。基于VHDL语言的电子密码锁已经是现代生活中经常用到的工具之一,用于各类保险柜、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。1.2设计目的电子杂志、报刊经常刊登有密码开关、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

6、通过不同的连接方式实现密码控制功能。这种电路的特点就是密码修改只能通过改变电路的连接来实现,密码很容易被破解,电路复杂,故障率高。本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可编程器件FPGA利用VHDL编程实现电子密码锁的设计。这种设计移动方便。基于FPGA的电子密码锁具有保密强、灵活性高、适用范围广等特点,它在键盘上输入,与打电话差不多,因而易于掌握,其突出优点是“密码”39是记在被授权人脑子里的数字和字符,既准确又可靠,不会丢失(除了忘记),难以被窃(除非自己泄露)。但是密码不能太简单,太简单了就容易被他人在键盘上试探

7、出来,或者可能被旁观者窥测出来,造成保密性不足。当然,密码又不能太复杂,太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,本设计采用“任意设定数字密码”技术使得被授权人可以根据自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时,系统就会报警,由扬声器发出5秒报警声,当连续三次出现密码错误时,则系统会长时间报警不止,这时必须按复位方可停止。本设计的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,具有较好的应用前景。它与传统锁具的不同之处在于

8、:它与可编程逻辑器件实现系统的设计,应用简洁清晰的VHDL语言实现设计编程思想,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设计内容本次课程设计成功地设计了一个简单

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