智能保险柜防控系统的设计.ppt

题目：基于VerilogHDL的智能保险柜防控系统的设计,一、设计的背景、目的和意义,背景：锁是一种保险措施，是人类为了保护自己私有财产而发明的一种钥匙才能开启的装置，随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对锁的要求也越来越高，智能保险柜在这时应求而生。目的和意义：满足现代社会的防盗需要，避免钥匙极易丢失的缺陷，保险柜有保密性高，使用时活性好，安全系数高的特点。,二、设计任务及要求,1.设计一个密码锁，密码为一个4位的十进制数，密码固化在锁内2.用户输入密码正确，则开锁灯亮；若不正确，则报警.3.若用户输入密码不正确，可以按复位键重新输入密码，重复三次锁死。,三、确定输入和输出变量,输入：K0,K1,K2,K3,K4,K5,ret,clk输出：passed,errorK0,K1,K2,K3,K4,K5代表数字0-9共10个数字和1个确认键，1个复位键,四、输入变量对应部件说明,考虑到按键数目不够，采用了一位按键作为功能转换按键；即前5位按键输入04，同时按下功能转换按键时，按键04即转换为按键59，这就弥补了按键数目的不足。最后两位按键设定为确认输入按键和复位按键。密码输入完成后可以按确认键检验密码的正误，报警、输入错误或者其他情况可以按复位按键重新输入。,五、方案论证,方案1：基于VerilogHDL原理实现方案2：基于单片机原理实现确定选择方案1，理由是单片机操作复杂，数字电路过程容易调试,六、状态机设计（状态转换图）,状态图,七、程序设计（状态编码）,modulepasswd_lock(clk0,passed,one1,two1,three1,four1,zero1,change,error,resetb);inputone1,two1,three1,four1,zero1,change;regzero,one,two,three,four;inputyes;inputresetb;/输入复位信号inputclk0;/输入时钟信号output7:0passed;/输出信号output7:0seg;/段选output7:0dig;/位选,程序设计,reg3:0key;regRXBuf0,RXBuf1,RXBuf2,RXBuf3,RXBuf4;/displayregclk0_div;reg2:0digyi;/yiwei/reg7:0dig;/weixuanreg3:0seg0;/duanxuanreg7:0seg;reg12:0CNT_R0;reg18:0CNT_R1;regclk1;reg21:0CNT_R2;regclk2;reg7:0passed;,程序设计,parameterPASSWORD=16b0001000100010001;/盛放密码的参数reg15:0password;/输入数值盛放寄存器/输入的数字编码always(posedgeclk1)begin/检测线路的下降沿RXBuf1=one1;one=(RXBuf1end/消除多重按,程序设计,always(posedgeclk1)begin/检测线路的下降沿RXBuf3=three1;three=(RXBuf3,程序设计,/警报计时寄存器reg10:0alarm_count;/尝试次数寄存器reg1:0try_count;/输入状态寄存器：error和correctregerror;regcorrect;/以上为中间状态的一些寄存器和一些所用到的参数/主机状态机部分always(posedgeclk0)beginCNT_R2=CNT_R2+1b1;if(CNT_R24000000)beginclk1=1;endelsebeginclk1=0;endend,程序设计,always(main_stateorcorrectorerror)begincase(main_state)waits:if(correct=1)/由waits转换到pass的条件next_state=pass;elseif(error=1else,程序设计,always(posedgeclk1ornegedgeresetb)beginif(!resetb)/复位时，开锁输出与警报输出都为零beginpassed=8b00000000;endelseif(main_state=pass)/当主机状态为pass时，开锁beginpassed=8b10000000;endelseif(main_state=alarm)/当主机状态为alarm时，警报beginpassed=8b00000001;endelse/其它状态复位beginpassed=8b00000000;endend/alarm一段时间后，自动进入waits状态/alarm定时器,程序设计,always(posedgeclk1ornegedgeresetb)beginif(!resetb)alarm_count=0;elseif(main_state=alarm)/alarm状态计时器alarm定时器加1alarm_count=alarm_count+1;elsealarm_count=0;end/锁pass以后计数开始，当规定的时间到达后自动上锁，并进入waits状态/pass定时器always(posedgeclk1ornegedgeresetb)beginif(!resetb)pass_count=0;elseif(main_state=pass)/pass状态计时器pass定时器加1pass_count=pass_count+1;else,程序设计,pass_count=0;end/从状态机，用于输入4位密码always(posedgeclk1ornegedgeresetb)beginif(!resetb)sub_state=first;elsesub_state=next_sub_state;endalways(!zero|!one|!two|!three|!four|!yesorsub_state)/always(keyorsub_state)beginif(key_pressed_flag|!yes)if(!yes)/4个密码输完时，进行确认next_sub_state=first;/default为输入了某位密码，输入完自动将状态转入下一位elseif(!zero|!one|!two|!three|!four)case(sub_state),程序设计,next_state=pass;alarm:if(alarm_count10=1)/由alarm转换到waits的条件next_state=waits;elsenext_state=alarm;default:/默认状态：waitsnext_state=waits;endcaseend/状态转换always(posedgeclk1ornegedgeresetb)beginif(!resetb)main_state=waits;elsemain_state=next_state;end/输出控制部分,程序设计,pass_count=0;end/从状态机，用于输入4位密码always(posedgeclk1ornegedgeresetb)beginif(!resetb)sub_state=first;elsesub_state=next_sub_state;endalways(!zero|!one|!two|!three|!four|!yesorsub_state)/always(keyorsub_state)beginif(key_pressed_flag|!yes)if(!yes)/4个密码输完时，进行确认next_sub_state=first;/default为输入了某位密码，输入完自动将状态转入下一位elseif(!zero|!one|!two|!three|!four)case(sub_state),程序设计,first:next_sub_state=second;second:next_sub_state=third;third:next_sub_state=fourth;fourth:next_sub_state=finish;/当输入完4位密码以后状态保持不变，等待输入enter命/令finish:next_sub_state=finish;default:next_sub_state=sub_state;endcaseelsenext_sub_state=sub_state;end/比较密码，产生正确或者错误信息always(posedgeclk1ornegedgeresetb)begin,程序设计,first:next_sub_state=second;second:next_sub_state=third;third:next_sub_state=fourth;fourth:next_sub_state=finish;/当输入完4位密码以后状态保持不变，等待输入enter命/令finish:next_sub_state=finish;default:next_sub_state=sub_state;endcaseelsenext_sub_state=sub_state;end/比较密码，产生正确或者错误信息always(posedgeclk1ornegedgeresetb)begin,程序设计,error=0;endend/记录密码always(posedgeclk1ornegedgeresetb)beginif(!resetb)password=0;elseif(!zero|!one|!two|!three|!four)case(sub_state)first:password15:12=key;second:password11:8=key;third:password7:4=key;fourth:password3:0=key;default:,程序设计,password=password;endcaseelsepassword=password;end/记录错误次数always(posedgeclk1ornegedgeresetb)beginif(!resetb)try_count=0;elseif(error=1)try_count=try_count+1;elseif(main_state=pass|main_state=alarm)try_count=0;endregkey_pressed_flag;/键盘按下标志always(posedgeclk1ornegedgeresetb)beginif(!resetb)beginkey_pressed_flag=0;,程序设计,key=4b0000;endelseif(!zeroend,程序设计,elseif(!twoendend,程序设计,elseif(!twoendend,程序设计,endcaseend/xuanshu/always(digyi)begincase(digyi)3b000:seg0=password15:12;3b001:seg0=password11:8;3b010:seg0=password7:4;3b011:seg0=password3:0;endcaseend/segyima/always(seg0)begincase(seg0)4b0000:seg=7b0111111;/04b0001:seg=7b0000110;/14b0010:seg=7b1011011;/24b0011:seg=7b1001111;/3,程序设计,4b0100:seg=7b1100110;/44b0101:seg=7b1101101;/54b0110:seg=7b1111101;/64b0111:seg=7b0000111;/74b1000:seg=7b1111111;/84b1001:seg=7b1101111;/9endcaseendendmodule,八、状态机设计,九、RTL图,十、仿真时序图,可以看到，在复位以后，输入第1，2，3，4个密码（依次为1101）后，passed变成高电平当过了一定的时间后，passed变成低电平，重新计入键盘读入值，进行下一轮的密码辨别。,十一、演示照