吳超電子密碼鎖.doc

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1、一、設(shè)計(jì)思想本設(shè)計(jì)采用EDA技術(shù)和VHDL語言設(shè)計(jì)了一種按鍵輸入密碼并數(shù)碼管回顯，當(dāng)輸入正確密碼時(shí)轟動(dòng)綠燈亮、紅燈熄滅表示開鎖，而當(dāng)輸入錯(cuò)誤密碼時(shí)，紅燈亮、綠燈熄滅表示關(guān)鎖。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法。1.基本原理在本實(shí)驗(yàn)中采用的是VHDL編程，通過文本編輯方式建立模塊，通過原理圖方式將生成的圖形符號(hào)連接，然后再下載，進(jìn)行硬件的仿真。密碼鎖要達(dá)到的功能為：為達(dá)到密碼鎖的以上功能，可將電子密碼鎖分為以下幾個(gè)模塊：密碼鎖輸入電路、密碼鎖控制電路、LED輸出顯示電路。⑴、密碼輸入：每按下一個(gè)

2、數(shù)字鍵，就輸入一個(gè)數(shù)值，并在顯示器上顯示出該數(shù)值。同時(shí)將先前輸入的數(shù)據(jù)依次左移一個(gè)數(shù)字位置。程序下載后系統(tǒng)進(jìn)入原始狀態(tài)（原始密碼000000），按下鍵8發(fā)光二極管8（綠燈）亮、法官二極管7（紅燈）滅。當(dāng)要重新設(shè)置密碼時(shí)，直接輸入自己想要設(shè)置的密碼并按下鍵8，持續(xù)5S，數(shù)碼管8由0變?yōu)?，此時(shí)7段數(shù)碼管1、2、3、4、5、6對(duì)應(yīng)顯示新設(shè)置的密碼。當(dāng)要輸入密碼時(shí)，按下鍵7，先將密碼清零，再隨機(jī)輸入一組6位密碼，假如密碼正確，發(fā)光二極管8（綠燈）立即亮；反之如不正確，等待5S，發(fā)光二極管7（紅燈）亮并由蜂鳴器發(fā)出

3、20S的報(bào)警信號(hào)。⑵、密碼清除：按下清除鍵可清除前面所有的輸入值，清除成為“0000”。⑶、密碼更改：按下更改鍵可將目前數(shù)據(jù)設(shè)定為新的密碼。⑷、密碼上鎖：按下上鎖鍵可將密碼鎖上鎖。31/32⑸、密碼解除：按下解除鍵首先檢查輸入的密碼是否正確，密碼正確即解鎖。2.設(shè)計(jì)框圖為達(dá)到密碼鎖的以上功能，可將電子密碼鎖分為以下幾個(gè)模塊：密碼鎖輸入電路、密碼鎖控制電路、LED輸出顯示電路。和報(bào)警電路等四部分組成頂層設(shè)計(jì)采用原理圖設(shè)計(jì)方式，系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計(jì)原理圖如圖1所示。密碼模塊校對(duì)模塊5S延時(shí)脈沖模塊紅燈滅綠燈亮綠燈

4、滅紅燈亮20S報(bào)警20延時(shí)脈沖模塊關(guān)鎖開鎖圖1系統(tǒng)整體組裝設(shè)計(jì)原理圖二、設(shè)計(jì)步驟和調(diào)試過程1、模塊設(shè)計(jì)和相應(yīng)模塊代碼（1）分頻由于要產(chǎn)生5秒、20秒的計(jì)時(shí)信號(hào)，故對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘clk_1k進(jìn)行分頻來得到1Hz的時(shí)鐘clk。其模塊及部分程序如下：圖2分頻模塊31/32process(clk_1k)variablecount:std_logic_vector(9downto0);beginif(clk_1k'eventandclk_1k='1')thencount:=count+1;endif;clk<=count

5、(9);endprocess;仿真波形如下：圖3分頻仿真圖（2）設(shè)置密碼本模塊主要是將設(shè)置的密碼鎖存到中間變量ram中去，同時(shí)控制燈的變化，由于這里的燈并不能作為最終的輸出，所以這里先用led_r_temp1、led_r_temp2代替。其模塊及部分程序如下：圖4設(shè)置密碼模塊process(enter1,set)31/32beginif(enter1'eventandenter1='1')thenif(set='0')thenram<=datain;led_r_temp1<='1';led_g_temp1<

6、='0';elseled_r_temp1<='0';led_g_temp1<='0';endif;endif;endprocess;仿真波形如下：圖5設(shè)置密碼仿真圖（2）輸入密碼時(shí)第一個(gè)按鍵判斷信號(hào)本模塊主要在密碼輸入下，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)按鍵按下時(shí)產(chǎn)生一個(gè)judge信號(hào)（高電平有效），其模塊及部分程序如下：圖6判斷信號(hào)模塊process(set,clk_1k,datain)31/32beginif(clk_1k'eventandclk_1k='1')thenif(set='0')thenjudge<='0';els

7、if(set='1')thenif((datain(0)ordatain(1)ordatain(2)ordatain(3))='0')thenjudge<='0';elsif((datain(0)ordatain(1)ordatain(2)ordatain(3))='1')thenjudge<='1';elsejudge<='0';endif;endif;endif;endprocess;仿真波形如下：圖7判斷信號(hào)仿真圖從仿真波形上看，當(dāng)按鍵按下后judge信號(hào)由0變?yōu)?，但是當(dāng)按鍵重新彈回0時(shí)，judge

8、信號(hào)又回到0，所以需對(duì)judge高電平信號(hào)進(jìn)行鎖存：31/32圖8鎖存模塊signaltemp:std_logic:='0';beginprocess(judge)beginif(judge'eventandjudge='1')thentemp<='1';endif;endprocess;judge_load<=temp;仿真波形如下：圖9鎖存模塊仿真圖（2）5秒計(jì)時(shí)信號(hào)該模塊是產(chǎn)生一個(gè)5秒計(jì)時(shí)的信號(hào)state，