电子密码锁EDA课程设计.doc

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1、青岛农业大学电子设计自动化课程设计报告2012——2013学年第2学期实习题目：电子密码锁姓名：_____________________学号：_______________专业班级：__________电自化1003_________指导老师：___________________2013年6月8日EDA课程设计一、设计任务1、基本要求（1）、设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；（2）、在锁的控制电路中储存一个可以

2、修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；（3）、从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。2、要解决的关键问题（1）、该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是，输入代码和已设密码相同。实现这种功能的电路构思有多种，例如，用两片8位锁存器，一片存入密码，另一片输入开锁的代码，通过比较的方式，若两者相等，则形成开锁信号。（2）、在产生开锁信号后，

3、要求输出声、光信号，声音的产生由开锁信号触动扬声器工作，光信号由开锁信号点亮LED指示灯；（3）、用按钮开关的第一个动作信号触发一个5秒定时器，若5秒内无开锁信号产生，让扬声器发出特殊音响，以示警告，并输出一个信号推动LED不断闪烁。二、设计方案1、总体设计思想本设计采用VHDL语言进行编程，把所有的功能都整合到一个程序，采用不同的进程将不同的功能区分开来。该程序主要由密码输入进程、密码修改进程、密码锁操作进程、报警计时进程和报警动作进程等组成。这样设计的好处是不用设计顶层文件或者顶层原理图，没有复杂的连线。当

4、然，仅仅是对于一些功能简单，代码较短的程序采用该种方法编程，而该题目正好符合这个条件。该功能共有两个时钟信号，一个是键盘扫描和系统时钟，采用的是1Hz的时钟信号，该信号不仅可以防止键盘抖动引起的误操作，还有助于系统计时。因为报警电路中的蜂鸣器为无源蜂鸣器，所以需要一个方波信号来驱动蜂鸣器，使其发出声音。因此又采用了一个1KHz的信号用于驱动蜂鸣器。为了编程简单，本设计采用的是八个独立键盘，四个按键用于输入密码，四个按键作为功能键。四位0000到9999可任意改变的密码，输入密码或者更改密码时，采用的是自加运算，

5、当数字加到10以后，自动清零。另外四个功能健分别是开锁键、关锁键、修改密码键、清除自锁健。本设计采用LED显示和数码管显示，LED主要用于表示现在的密码锁的开关状态，数码管用于显示输入的数值。该种显示清晰明了，可以防止误操作的发生。另外还采用蜂鸣器和LED闪烁报警，当从输入第一个密码开始计时，如果5秒内没有开锁，密码锁会自动报警20S，并让一个LED灯闪烁，直到自锁信号解除。2、系统设计实现的基本功能（1）密码输入：每按下一个数字键，就输入一个数值，并在显示器相应位置上显示出该数值。（2）密码清除：按下开锁键和

6、关锁键进入锁定和开锁状态后，系统自动可清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。（3）密码更改：当密码锁位于开锁状态下，按下更改键可以设定新的密码（4）密码上锁：按下上锁键可将密码锁上锁。（5）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。（6）密码自锁：从输入第一个密码开始计时，如果5秒内没有开锁，密码锁会自动报警，并进入自锁状态，此时不允许任何操作。（7）自锁清除：通过自锁清除键可以清除自锁状态，使密码锁进入正常工作状态。3、系统程序LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOG

7、IC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYLOCKISPORT(CLK,CLK5:INSTD_LOGIC;KEY1,KEY2,KEY3,KEY4,KEY5,KEY6,KEY7,KEY8:INSTD_LOGIC;Q1,Q2,Q3,Q4:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);LED_G,LED_R,LED,BEEP:OUTSTD_LOGIC);ENDLOCK;ARCHITECTUREBEHAVOFLOCKISSIGNALPASSWORD1

8、:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0):="0001";SIGNALPASSWORD2:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0):="0001";SIGNALPASSWORD3:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0):="0001";SIGNALPASSWORD4:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0):="0001";SIGNA