优秀毕业设计毕业论文EDA课程设计报告--数字密码锁

1、成绩anhui xinhua universityeda技术课程设计论文题目电子密码锁设计课程名称eda技术实训院 （系）电子通信工程学院专业班级10电子信息工程3班学生姓名学号 1042051302设计地点eda实验室指导教师设计起止时间:2012年12月3日至2012年12月21日目录第1章概述3第2章 设计要求4第3章总体框图5第4章功能模块74. 1输入模块74.2控制模块114. 3 显不模块18第5章总体设计电路图20第6章设计心得体会21第1章概述在当今社会屮，人们对丁隐私的保护和对物品安全的重视程度与h俱增。因 此，使用了现代电了技术的电了密码锁便有了广泛的应用丽景。本次所设计

2、的电 子密码锁，能够实现该六位十进制并行密码保护，当输入的密码与锁内密码一致 吋,绿灯亮，开锁，当输入的密码与锁内的密码不一致吋，红灯亮，不能开 锁。密码锁的密码可由用户口行设置，如果用户忘记密码，可以用初始密码来重 新设置密码。为人们的财产、信息安全捉供了可靠地保障。木次设计基于vhdl语言，对并行六位电了密码锁进行设计，并对设计过 程进行了详细描述。屯子密码锁在对财产安全保护等方面都有着重要作用 应用 前景非常广泛。开锁代码为六位十进制数，当输入代码的位数和位值与锁内给定 的密码一致，口按规定程序开锁时，方可开锁，并点亮开锁指示灯。否则，系统 进入“错误”状态。开锁程序由设计者确定，并耍求

3、锁内给定的密码是可调的 且预置方便、保密性好。在这我将设计一个具冇较低成本的电子密码锁，本文讲述了我整个设计过 程及收获。讲述了电子密码锁的的工作原理以及各个模块的功能，并讲述了所有 部分的设计思路，对各部分电路方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、 对波形图的分析，到最后的总体图的分析。第2章设计要求本设计名称为基于vhdl语言的电子密码锁，用四个模块，分别为时序控制模块、 输入模块、控制模块、显示模块，来控制密码的输入、验证、修改与显示。设计所要实现的功能为：1、数码输入：设计六位密码的电子密码锁，用四个拨码开关（keylkey4）输入，并通过七段数码管显示输入密码。2、密码验证：输

4、入密码后，密码正确时开锁，绿灯亮，红灯灭，表示开锁成功。3、错误显示：当密码输入错误时，绿灯灭，红灯亮，表示开锁失败。4、更改密码：设置更改密码功能5、密码清除：密码输入过程中可以清除，并重新输入。6、预设初始密码为学号后六位。设置按键述原初始密码。第3章总体框图1）设计方案：电了密码锁，主要由四部分组成：时序控制电路、密码输入电路、密码锁控制电路 和密码锁显示电路。时序控制电路来控制整个系统的运行时序，使其不会发生混乱。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4*4键盘相比简单方便而冃成本低,构成的电路简单, 木设计中采用拨码来

5、作为该设计的输入设备。密码锁的输入电路由拨码输入、计数器、 译码器组成。密码锁控制电路包括按键数据的缓冲存储电路，密码的清除、存储、激活电锁电路（寄 存器清除信号发生电路），密码核对（数值比较电路），解锁电路（开/关门锁电路）等儿个 小的功能电路。数字电了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。液品显 示具冇高速显示、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，但是在木设计11任然使用led数码管。根据以上选定的输入设备与与显示器件，并考虑至u现实各项密码锁功能的具体要求, 与系统的设计要求，系统设计釆用自顶向下的设计方案。整个密

6、码锁系统的总体 框图如图所示。输入模块控制模块显示模块第4章功能模块4.1输入模块1）功能介绍输入时冇四个拨码键控制输入，每四个拨码来控制一位密码，再设一个拨码 键a,每拨一次此按码键a,表示输入一位密码，在用计数器来计数，每输入一 位密码时计数一次，并输出一位密码。由于是拨码输入，加上消抖电路，使输入 更加稳定。2）输入模块与仿真图形拨码与按键输入如卜图 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 乂上图为拨码输入，当a给一个上升沿信号，在qout输出一个密码。计数器如下图七nt4u"tc2aq0.2严5n上图为计数器，没输入一个密码计数一次。消抖电路如下图jxiaoduut匚3pin_n ame 1pin_name2pin_n ameinst3inr 3) 程序的输入在文本区内输入程序，程序如f： 拨码按键输入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;计数器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控制模块1）功能介绍开锁时，用四个拨码键来输入密码，计数器来计数密码的个数，将输入的密 码与用户密码在比较器里进行比较，当输入的密码与开始时寄存在寄存器b中 的密码一样时，则开锁，绿灯亮ledl为高电平，红灯灭led2为低电平，当密码 输入错时，绿灯灭ledl为低电平，红灯亮122为高电平。当修改密码吋，在寄 存器b中，使key6键为高电平，即可在输入端就能输入要修改的密码。按ret 键可清除输入时输错的密码。初始密码，可以在第一次输入时，按key6键，来 存储

11、密码。2）控制模块与仿真图形寄存器a如下图:elkq00.3key6q10.3i0.2q20.3d0.3q30.3q40.3q50.3 instl2在文本区内输入程序，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如下图：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上图为寄存器氏ezdcdcdczx1iiii_lxzxzzzhdgoo©(-ltjczxz0存储设宜的川户密码,当key6为高电平时，可以來修改密码。在文本区内输入程序，程序如门寄存器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;比较器如下图:ied1ied2=bijiao1okn00.3n10.3n20.3n30.3n40.3n50.3b00.3b10.3b20.3b30.3b40.3b50.3在文本区内输入程序，程序如下：比较器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;六选一选择器如下图2nivalue13 . 5eio jm iml-j(0h i22jlh i3“2】h i qoh ?1»r9 qih inr 14l±l q?m119田q3h i谆24田q4h ；1*29 q5h<34s ltdh 1 ym ；上图为六选一选择器恰 master time bar: a9.12 ginterval:911 usstart:

20、end13.55 ns 勺勺 pointer:在文本区内输入程序，程序如下：六选一选择器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显示模块1）功能介绍将密码用bcd七段数码管显示2）显示模块与仿真波形图，如下图-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上图将bcd码转化到七段译码电路上在文本区内输入程序，程序如门七段译码器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