密码锁设计总体框图.doc

第二章 总体框图1）设计方案：这次实验所用的电子密码锁，主要由四部分组成：密码输入电路、密码锁时许控制电路 ，比较电路和密码锁显示电路。作为电子密码锁的输入电路，可选用的方案有拨码与按键来控制输入和触摸式键盘输入等多种。拨码与按键和触摸式键盘相比简单方便而且成本低，构成的电路简单，本设计中采用四位拨码开关来作为该设计的密码输入设备。数字电子密码锁的显示信息电路可采用LED数码显示管和液晶屏显示两种。液晶显示具有高速显示、可靠性高、易于扩展和升级的特点，但是普通的液晶存在亮度低、对复杂环境适应能力差的特点，结合实验室中设备的条件因此在本设计中任然使用LED数码管。根据以上选定的输入设备与显示器件，并考虑到现实各项密码锁功能的具体基本功能要求，与系统的设计要求，系统设计采用自顶向下的设计方案。整个密码锁系统的总体总体框图如下所示。LED红绿灯七段译码显示电路时序控制电路比较器锁存器显示器输入密码四个拨码开关第三章 功能模块3.1 输入模块1）功能介绍在实验箱中输入时有四个拨码开关控制输入，每个拨码各控制一位密码，对于其中一个拨码键每拨一次码按一次按键，表示输入一位，当输入四位时输出一位数，用学号“1105”作为初始密码。2） 输入模块与仿真图形 输入模块：其仿真图如下图; LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;USE ieee.std_logic_unsigned.all ;ENTITY input ISPORT( CLKIN, ENTER, CHANGE : IN STD_LOGIC ; KEYIN : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ; KEYOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ; CSOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) ;END input;ARCHITECTURE bh OF input ISSIGNAL Q1 : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0) ; SIGNAL ABC : STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0) ;BEGIN PROCESS (CLKIN,ENTER) BEGIN IF ENTER = 1 THEN Q1 = 00; ELSIF (CLKINEVENT AND CLKIN = 0) THEN Q1 = Q1 + 1 ; END IF ; ABC CSOUT CSOUT CSOUT CSOUT CSOUT CSOUT CSOUT CSOUT NULL ; END CASE ; KEYOUT = KEYIN ; END PROCESS;END bh ;3.2 控制模块 1）功能介绍开锁时输入密码后,拨动 RT键使其为高电平，而CHANGE为低电平检测，密码正确时开锁，输出LOCKOPEN灯灭，LOCKCLOSE灯亮，表示开锁成功。当密码输入错误时，LOCKOPEN灯亮，LOCKCLOSE灯灭，表示开锁失败。当改变密码时，按下CHANGE键使其为高电平，而RT为低电平时，可改变密码。按下REST可清除前面的输入值，清除为“1105”。2）控制模块与仿真图形寄存器的设计：由于四个拨码开关，经过输入模块输出后要对输出后的数据进行保留，其中包括对原始密码和修改后的四位密码保留，还有就是对输入时随机四位的密码的保留，因此本次试验中要用用8个锁存器对密码进行保存其文本程序如下：因为本人学号第一位和第二位都为“1”因此第一个和第二个寄存器都为以下程序：LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL ;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL ;ENTITY JCQ1 ISPORT( CLKIN, CS : IN STD_LOGIC ; DIN : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);END JCQ1 ;ARCHITECTURE bc OF JCQ1 IS SIGNAL Q1: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL Q2: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL Q: STD_LOGIC_VECTOR(10 DOWNTO 0);BEGIN Q2 = 0001 ; (学号密码是“1”)-（1） PROCESS (CLKIN, CS) BEGIN IF Q = 00000000000 THEN Q1 = Q2 ; ELSE IF CS =1 THEN Q = Q + 1 ; IF CLKINEVENT AND CLKIN = 1 THEN Q1 = DIN ; END IF ; END IF ; END IF ; END PROCESS ; DOUT = Q1 ;END bc ; 其仿真图如下：同理第三个与第四个寄存器的编程只需要将前两个寄存器 中的（1）指令分别改为 Q2 = 0000 ，Q2 = 0101， 即可！这里就不多写了！ 同时另外四个锁存器程序为： LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;ENTITY CB ISPORT( CLKIN,CLKFW, CS : IN STD_LOGIC ; DIN : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);END CB ;ARCHITECTURE bc OF CB IS SIGNAL Q1: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN PROCESS (CLKIN,CLKFW) BEGIN IF CLKFW=1 THEN Q1 =1111; ELSIF CS=1 THEN IF CLKINEVENT AND CLKIN = 1 THEN Q1 = DIN ; END IF ; END IF ; END PROCESS; DOUT = Q1 ;END bc ; 其仿真图如下：比较器的设计：既然已对输入数据的进行了暂存，现在就需要在一个给定的clock信号对随机输入的数据与原始密码进行判断，比较！其程序如下：LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;ENTITY BJQ ISPORT( INA, INB : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ; ENTER : IN STD_LOGIC ; ALARM : OUT STD_LOGIC ) ;END BJQ ;ARCHITECTURE behav OF BJQ ISSIGNAL Q1 : STD_LOGIC ;BEGIN PROCESS ( ENTER ) BEGIN IF ENTER = 1 THEN IF INA(3) = INB(3) THEN IF INA(2) = INB(2) THEN IF INA(1) = INB(1) THEN IF INA(0) = INB(0) THEN Q1 = 0 ; END IF ; END IF ; END IF ; END IF ; ELSE Q1 = 1 ; END IF ; END PROCESS; ALARM = Q1 ;END behav ;依次写四个同样的程序生成四个比较器！其仿真图如下： 显示器模块的设计：其程序如下：LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL ;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL ;ENTITY LED IS PORT ( DATA1, DATA2, DATA3, DATA4 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0 ) ; CLK : IN STD_LOGIC ; LED7S : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0) ; DIG : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ;END LED ;ARCHITECTURE ONE OF LED ISSIGNAL Q : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0) ;SIGNAL D ,IG : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ; BEGIN PROCESS( CLK ) BEGIN IF CLKEVENT AND CLK=1 THEN Q LED7S =1000000 ; DIG LED7S =1