優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告--數(shù)字密碼鎖

1、成績(jī)anhui xinhua universityeda技術(shù)課程設(shè)計(jì)論文題目電子密碼鎖設(shè)計(jì)課程名稱eda技術(shù)實(shí)訓(xùn)院 （系）電子通信工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)10電子信息工程3班學(xué)生姓名學(xué)號(hào) 1042051302設(shè)計(jì)地點(diǎn)eda實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)起止時(shí)間:2012年12月3日至2012年12月21日目錄第1章概述3第2章 設(shè)計(jì)要求4第3章總體框圖5第4章功能模塊74. 1輸入模塊74.2控制模塊114. 3 顯不模塊18第5章總體設(shè)計(jì)電路圖20第6章設(shè)計(jì)心得體會(huì)21第1章概述在當(dāng)今社會(huì)屮，人們對(duì)丁隱私的保護(hù)和對(duì)物品安全的重視程度與h俱增。因 此，使用了現(xiàn)代電了技術(shù)的電了密碼鎖便有了廣泛的應(yīng)用麗景。本次所設(shè)計(jì)

2、的電 子密碼鎖，能夠?qū)崿F(xiàn)該六位十進(jìn)制并行密碼保護(hù)，當(dāng)輸入的密碼與鎖內(nèi)密碼一致 吋,綠燈亮，開(kāi)鎖，當(dāng)輸入的密碼與鎖內(nèi)的密碼不一致吋，紅燈亮，不能開(kāi) 鎖。密碼鎖的密碼可由用戶口行設(shè)置，如果用戶忘記密碼，可以用初始密碼來(lái)重 新設(shè)置密碼。為人們的財(cái)產(chǎn)、信息安全捉供了可靠地保障。木次設(shè)計(jì)基于vhdl語(yǔ)言，對(duì)并行六位電了密碼鎖進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)過(guò) 程進(jìn)行了詳細(xì)描述。屯子密碼鎖在對(duì)財(cái)產(chǎn)安全保護(hù)等方面都有著重要作用 應(yīng)用 前景非常廣泛。開(kāi)鎖代碼為六位十進(jìn)制數(shù)，當(dāng)輸入代碼的位數(shù)和位值與鎖內(nèi)給定 的密碼一致，口按規(guī)定程序開(kāi)鎖時(shí)，方可開(kāi)鎖，并點(diǎn)亮開(kāi)鎖指示燈。否則，系統(tǒng) 進(jìn)入“錯(cuò)誤”狀態(tài)。開(kāi)鎖程序由設(shè)計(jì)者確定，并耍求

3、鎖內(nèi)給定的密碼是可調(diào)的 且預(yù)置方便、保密性好。在這我將設(shè)計(jì)一個(gè)具冇較低成本的電子密碼鎖，本文講述了我整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò) 程及收獲。講述了電子密碼鎖的的工作原理以及各個(gè)模塊的功能，并講述了所有 部分的設(shè)計(jì)思路，對(duì)各部分電路方案的選擇、元器件的篩選、以及對(duì)它們的調(diào)試、 對(duì)波形圖的分析，到最后的總體圖的分析。第2章設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)名稱為基于vhdl語(yǔ)言的電子密碼鎖，用四個(gè)模塊，分別為時(shí)序控制模塊、 輸入模塊、控制模塊、顯示模塊，來(lái)控制密碼的輸入、驗(yàn)證、修改與顯示。設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能為：1、數(shù)碼輸入：設(shè)計(jì)六位密碼的電子密碼鎖，用四個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)（keylkey4）輸入，并通過(guò)七段數(shù)碼管顯示輸入密碼。2、密碼驗(yàn)證：輸

4、入密碼后，密碼正確時(shí)開(kāi)鎖，綠燈亮，紅燈滅，表示開(kāi)鎖成功。3、錯(cuò)誤顯示：當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，綠燈滅，紅燈亮，表示開(kāi)鎖失敗。4、更改密碼：設(shè)置更改密碼功能5、密碼清除：密碼輸入過(guò)程中可以清除，并重新輸入。6、預(yù)設(shè)初始密碼為學(xué)號(hào)后六位。設(shè)置按鍵述原初始密碼。第3章總體框圖1）設(shè)計(jì)方案：電了密碼鎖，主要由四部分組成：時(shí)序控制電路、密碼輸入電路、密碼鎖控制電路 和密碼鎖顯示電路。時(shí)序控制電路來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)序，使其不會(huì)發(fā)生混亂。作為電子密碼鎖的輸入電路，可選用的方案有撥碼與按鍵來(lái)控制輸入和觸摸式鍵盤(pán) 輸入等多種。撥碼與按鍵和觸摸式4*4鍵盤(pán)相比簡(jiǎn)單方便而冃成本低,構(gòu)成的電路簡(jiǎn)單, 木設(shè)計(jì)中采用撥碼來(lái)

5、作為該設(shè)計(jì)的輸入設(shè)備。密碼鎖的輸入電路由撥碼輸入、計(jì)數(shù)器、 譯碼器組成。密碼鎖控制電路包括按鍵數(shù)據(jù)的緩沖存儲(chǔ)電路，密碼的清除、存儲(chǔ)、激活電鎖電路（寄 存器清除信號(hào)發(fā)生電路），密碼核對(duì)（數(shù)值比較電路），解鎖電路（開(kāi)/關(guān)門(mén)鎖電路）等兒個(gè) 小的功能電路。數(shù)字電了密碼鎖的顯示信息電路可采用led數(shù)碼顯示管和液晶屏顯示兩種。液品顯 示具冇高速顯示、可靠性高、易于擴(kuò)展和升級(jí)的特點(diǎn)，但是普通的液晶存在亮度低、對(duì) 復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力差的特點(diǎn)，但是在木設(shè)計(jì)11任然使用led數(shù)碼管。根據(jù)以上選定的輸入設(shè)備與與顯示器件，并考慮至u現(xiàn)實(shí)各項(xiàng)密碼鎖功能的具體要求, 與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)釆用自頂向下的設(shè)計(jì)方案。整個(gè)密

6、碼鎖系統(tǒng)的總體 框圖如圖所示。輸入模塊控制模塊顯示模塊第4章功能模塊4.1輸入模塊1）功能介紹輸入時(shí)冇四個(gè)撥碼鍵控制輸入，每四個(gè)撥碼來(lái)控制一位密碼，再設(shè)一個(gè)撥碼 鍵a,每撥一次此按碼鍵a,表示輸入一位密碼，在用計(jì)數(shù)器來(lái)計(jì)數(shù)，每輸入一 位密碼時(shí)計(jì)數(shù)一次，并輸出一位密碼。由于是撥碼輸入，加上消抖電路，使輸入 更加穩(wěn)定。2）輸入模塊與仿真圖形撥碼與按鍵輸入如卜圖 jporner:rtmebar:13.55 mopsinterval:-13.55 ns start:)ps 5.12 us 10.24 us 15.36 us 20 us 25.6 us 30.72 us 35 84 13.55 ns1

7、x 0 乂 4 x 2 x 0 x： 5 乂上圖為撥碼輸入，當(dāng)a給一個(gè)上升沿信號(hào)，在qout輸出一個(gè)密碼。計(jì)數(shù)器如下圖七nt4u"tc2aq0.2嚴(yán)5n上圖為計(jì)數(shù)器，沒(méi)輸入一個(gè)密碼計(jì)數(shù)一次。消抖電路如下圖jxiaoduut匚3pin_n ame 1pin_name2pin_n ameinst3inr 3) 程序的輸入在文本區(qū)內(nèi)輸入程序，程序如f： 撥碼按鍵輸入library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mimasuo isport(keyo,keyl,key2,key3,ret,a:in std_logic;qout:out std

8、_logic_vector(3 downto 0);end entity mimasuo;architecture one of mimasuo isbeginprocess(a)variable q:std_logic_vector(0 to 3);beginif ret=rthen q:=(others=>'0,);elseif a'event and a=* 1' thenq(3):=key3;q(2):=key2;q(l):=keyl;q(o):=keyo;end if;end if;qout<=q;end process;end architect

9、ure one;計(jì)數(shù)器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use eee.std_logic_unsigned.all;entity cnt4 isport (a:in std_logic;q:out std_logic_vector(0 to 2);end cnt4;architecture behave of cnt4 issignal ql :std_logic_vector(0 to 2);beginprocess(a)beginif a'event and a=t then ql <= ql + 1;if ql二”110”

10、thenql<=n00r,;end if;end if;end process;q<=q1 ；end behave;4.2控制模塊1）功能介紹開(kāi)鎖時(shí)，用四個(gè)撥碼鍵來(lái)輸入密碼，計(jì)數(shù)器來(lái)計(jì)數(shù)密碼的個(gè)數(shù)，將輸入的密 碼與用戶密碼在比較器里進(jìn)行比較，當(dāng)輸入的密碼與開(kāi)始時(shí)寄存在寄存器b中 的密碼一樣時(shí)，則開(kāi)鎖，綠燈亮ledl為高電平，紅燈滅led2為低電平，當(dāng)密碼 輸入錯(cuò)時(shí)，綠燈滅ledl為低電平，紅燈亮122為高電平。當(dāng)修改密碼吋，在寄 存器b中，使key6鍵為高電平，即可在輸入端就能輸入要修改的密碼。按ret 鍵可清除輸入時(shí)輸錯(cuò)的密碼。初始密碼，可以在第一次輸入時(shí)，按key6鍵，來(lái) 存儲(chǔ)

11、密碼。2）控制模塊與仿真圖形寄存器a如下圖:elkq00.3key6q10.3i0.2q20.3d0.3q30.3q40.3q50.3 instl2在文本區(qū)內(nèi)輸入程序，程序如下:寄存器alibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all; entity dffl isport(clk:in std_logic;key6:in std_logic;j:in std_logic_vector(0 to 2);d:in std_logic_vector(0 to 3); qo:out std_logic_vector(0 to 3); ql:out std_logic_

12、vector(0 to 3); q2:out std_logic_vector(0 to 3); q3:out std_logic_vector(0 to 3); q4:out std_loglc_vector(0 to 3); q5:out std_logic_vector(0 to 3); end entity dffl;architecture one of dffl isbegin process(j,clk) beginif clk'event and clk=* 1' and key6 = *0* then case j iswhen "001"

13、 =>qo<=d; when ”010“ =>ql<=d;when ”011”=>q2<=d;when "100" =>q3<=d; when "101" =>q4<=d;when n110h=>q5<=d; when others => null ; end case;end if;end process;end one;寄存器b如下圖：r master time bd(ansv<lut13 5510elkb 11m1曰dh 1ut2-40m 1-dlm 114-d2h

14、 15ldm 126 jh 117-j0m 18-jlh 1ljh u>10key6b 1cy 11回q0h 1iy 16±1 qih 1&21q q2m 1iy26田q3h 1cy31(±1 q4h 1iy36田q5h 1吐/ 13 55 nsporter13 79 us interval13 78 uss&tend30. 72 us13 55 m上圖為寄存器氏ezdcdcdczx1iiii_lxzxzzzhdgoo©(-ltjczxz0存儲(chǔ)設(shè)宜的川戶密碼,當(dāng)key6為高電平時(shí)，可以來(lái)修改密碼。在文本區(qū)內(nèi)輸入程序，程序如門(mén)寄存器blibra

15、ry ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity dff02 isport(clk:in stdogic;key6:in stdjogic;j:in std_logic_vector(0 to 2); d:in std_logic_vector(0 to 3); qo:out std_loglc_vector(0 to 3); ql:out std_logic_vector(0 to 3); q2:out std_logic_vector(0 to 3); q3:out std_logic_vector(0 to 3); q4:out std_logic_v

16、ector(0 to 3); q5:out std_logic_vector(0 to 3); end entity dff02;architecture one of dff02 isbeginprocess(j,clk)beginif clk'event and elk 1' and key6 = t then case j iswhen "001" =>qo<=d;when "010” =>ql<=d;when ”011”=>q2<=d;when "100" =>q3<=d;

17、when "101" =>q4<=d;when n110n=>q5<=d;when others => null;end case;end if;end process;end one;比較器如下圖:ied1ied2=bijiao1okn00.3n10.3n20.3n30.3n40.3n50.3b00.3b10.3b20.3b30.3b40.3b50.3在文本區(qū)內(nèi)輸入程序，程序如下：比較器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity bijiao isport(ok:in stdogic;no,

18、n 1 ,n2,n3,n4,n5,b0,b 1 ,b2,b3,b4,b5: in std_logic_vector(0 to 3); ledkout std_logic;led2:out stdogic);end;architecture one of bijiao issignal qi,q2 : std_logic ;beginprocess(no,n 1 ,n2,n3,n4,n5,b0,b 1 ,b2,b3,b4,b5,ok)beginifok=* 1' thenif no=bo and nl=bl and n2=b2 and n3=b3 and n4=b4 and n5=b5

19、then qi v二 t;q2 <= o ;else qi <= o;q2 v二 t;end if;end if;end process;ledl<=ql;led2<=q2;end one;六選一選擇器如下圖2nivalue13 . 5eio jm iml-j(0h i22jlh i3“2】h i qoh ?1»r9 qih inr 14l±l q?m119田q3h i諄24田q4h ；1*29 q5h<34s ltdh 1 ym ；上圖為六選一選擇器恰 master time bar: a9.12 ginterval:911 usstart:

20、end13.55 ns 勺勺 pointer:在文本區(qū)內(nèi)輸入程序，程序如下：六選一選擇器library ieee;use eee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity mux61aisport (q0,ql,q2,q3,q4,q5:in std_logic_vector(0 to 3); j:in std_logic_vector(0 to 2);led: out std_logic_vector(5 downto 0);y:out std_logic_vector(0 to 3);end;architecture

21、one of mux61a isbeginprocess (j)begincase j iswhen noooh=>led <= n011111n;y<=q0;when ”001 "=>led v二 t01111 ”;yv=q 1;when n010n=>led v= ”110111”;yv=q2;when n011n=>led <="111011 ”;y v=q3;when t()()“=>led <= h11110r,;y<=q4;when n10r=>led <= "111110n;y&

22、lt;=q5;when others => null ;end case ;end process ;end one ;4.3顯示模塊1）功能介紹將密碼用bcd七段數(shù)碼管顯示2）顯示模塊與仿真波形圖，如下圖-tiecl7s a0.3ted7s0.33匚instild1mmethnebar9825 mporter:292mirtervat6.91nsstartent120”)ps20 0 m40 0 m60 0 m80 2a：bvalue tt9.83 nsb 01100jb0b0b0b0b1b1b0b 0001b1b0b0b00110000叫0 mltyl-e-2l±l2-eu

23、l-m-$-/ilm-tdrl0001上圖將bcd碼轉(zhuǎn)化到七段譯碼電路上在文本區(qū)內(nèi)輸入程序，程序如門(mén)七段譯碼器library tree;use ieee. std logic 1164. all;mmmmentity decl7s isport (a:in std logic vector(0 to 3 ); led7s:out std_logic_vector(0 to 6); end;architecture one of dccl7s isbeginprocess(a)begincasea iswhen0000二lcd7s<=1000000when0001=>led7s<=1111001when0010二led7s<=0100100when0011二led7s二0110000whe n0100二led7s<=0011001when0101二lcd7s<=0010010when0110=>led7s<="0000010"when0111二led7s<=1111000when1000二led7s二0000000whe n1001二led7s<=0010000whenothers =)null;end ca