广工eda课程设计-数字密码锁.doc

课 程 设 计 课程名称 硬件描述语言与EDA技术 题目名称 数字密码锁 学生学院 材料与能源 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 陈 先 朝 2017年 6月 11日目录1 引言31.1 课程设计背景31.2 课程设计目的32 数字密码锁设计42.1系统设计42.2程序代码42.3仿真结果103 总结103.1设计总结103.2心得体会114 应收集的资料及主要参考文献11 摘要：随着数字集成技术和电子设计自动化(EDA)技术的迅速发展，数字密码锁应运 而生。本文采用先进的EDA技术，利用QUARTUS 工作平台和Verilog HDL语言，设计了一种新型的数字密码锁,它不但可以完成锁具的基本功能，还能附加一些其他的智能，例如：报警、识别功能，数字密码锁具功能齐全，安全系数高，有机械锁无可比拟的优越性，它的造价成本低，易于操作，越来越受到众多客户的青睐，可以优先占领市场有利份额。 关键词：EDA技术；QUARTUS 工作平台；Verilog HDL语言；数字密码锁 1 引言 1.1 课程设计背景 数字密码锁随着电子工业的发展，数字电子技术已经深入到了人们生活的各个层面， 而且各种各样的电子产品也正在日新月异地向着高精尖技术发展。由于电子产品 的功能不断增加，使用也越来越方便，有些产品已经成为了人们日常生活中不可 缺少的必备物品。发展历史悠久的机械式门锁，因其功能单一，安全性能较差等 缺点，必将被新一代的电子门锁所代替。新颖的多功能电子门锁，集电子门锁、 防盗报警器，门铃等功能于一身，而且还具有定时器呼唤，断电自动报知，显示 屋内有无人和自动留言等诸多附加功能。在未来的生活中，数字密码锁必将在学 领域再创新的成绩，将给我们的生活带来更大的便利，前景不可估量。 1.2 课程设计目的 1. 掌握Verilog HDL语言编程方法，通过实践加深对理论知识的理解。 2. 学会Quartus软件的使用方法。 3.掌握数字密码锁的设计方法。 4.掌握波形仿真，学会分析实验现象，提高分析问题的能力。1.3 课程设计内容设计一个数字密码锁，用户可输入4位的二进制数，连续输入3次不正确则报警。开锁密码可手动预置，并可进行修改密码，取消报警。2 数字密码锁设计 2.1系统设计 根据系统的设计要求，系统设计采用自顶向下的设计方法。2.2程序代码module mms(reset,set,a1,a2,a3,a4,enter,cancel,sel_led,sel,green,clk100, save,clk1);input reset,set,a1,a2,a3,a4,enter,cancel,clk100,clk1,save;output reg 7:0sel_led,sel;output reg 7:0green;reg1:0 scan;reg3:0 password,word;reg o1,o2,o3,o4,num,sum,bee;always(posedge clk1) begin/重置密码 if(!reset) begin o1=0; o2=0; o3=0; o4=0; end/输入密码 else if(!a1) begin o1=o1; word0=o4; end else if(!a2) begin o2=o2; word1=o3; end else if(!a3) begin o3=o3; word2=o2; end else if(!a4) begin o4=o4; word3=o1; end/设置密码 else if(!set) begin/密码输入正确时才可修改密码if(word0=password0&word1=password1&word2=password3&word3=password3) begin if(!a1) begin o1=o1; password0=o4; end else if(!a2) begin o2=o2; password1=o3; end else if(!a3) begin o3=o3; password2=o2; end else if(!a4) begin o4=o4; password3=o1; end end end/确认密码 else if(!enter) beginif(word0=password0&word1=password1&word2=password3&word3=password3) begin green=8b10000000;/密码输入正确亮一个红灯 sum=0; end else sum=sum+2b01; end else if(!cancel)/关闭红灯 green=8b00000000; end always(posedge clk100) begin if(scan=2b11) scan=2b00; else scan=scan+2b01; endalways (scan)/进行数码管位选，高电平有效begin case(scan) 2b00:begin num=o1;sel=8b01000000;end 2b01:begin num=o2;sel=8b00100000;end 2b10:begin num=o3;sel=8b00010000;end 2b11:begin num=o4;sel=8b00001000;end default:sel=8b00000000; endcaseendalways(num) /BCD码译成七段数码管显示 begin case(num) 1b0:sel_led=8b00111111; 1b1:sel_led=8b00000110; endcase end/密码连续输入累计三次错误后，亮所有红灯 always(sum) begin if(sum=2b10) begin sum=0; green=8b11111111; end end endmodule2.3仿真结果波形分析：上电后，系统的初始密码为“0000”，按下reset键由键盘key输入密码“0000”，输入密码正确按确认键enter键锁开按，锁关闭开锁输出标志信号kai无效为1，显示开锁；在开锁状态下下拨set修改密码键后，由键盘key输入新密码0001后按确认键enter密码修改成功，上拨set键密码锁上锁，此时密码锁密码为新密码；若按下start键后输入的密码错误如图“1111”与密码锁密码“0000”不同，累积三次后，报警信号有效，锁不开且报警。若按下start键后输入的密码正确如图“1111”与密码锁密码“1111”相同，kai开锁信号有效，锁开且不报警。4 应收集的资料及主要参考文献1. 陈先朝，硬件描述语言与EDA技术实践指导书，2017年3月2. 潘松等编著，EDA技术与Verilog HDL ，电子工业出版社，2013年；3. 现代数字电子技术及Verilog设计，清华大学出版社，2014年； 4. 王金明等编著，EDA技术与Verilog HDL设计，电子工业出版社，2013年；5. 刘靳等编著，Verilog程序设计与EDA ，西安电子科技大学出版社，2012年；6. 刘福奇主编，Veril