CPLD-FPGA设计及应用课程设计-数字密码锁

数字密码锁设计课程设计目的设计一个四位十进制的密码锁。跟深一步的理解FPGA的用途，精通相应的开发板。课程设计题目描述和要求：密码锁串行输入四位十进制数字口令：输入口令全部正确即开锁：口令输入最大次数3次，要求在完全输入四位之后进行判断口令正确与否；输入3次之后还不能开锁，进入锁死状态有相应的显示功能可以对输入的口令消隐开锁后能再次上锁课程设计报告的内容设计思路及原理密码锁原理利用逻辑电路将外接输入的电信号转化为时序电路，经过内部设定的规则，当输入的信号经过处理后的时序逻辑达到内部设定的条件是开启某一种状态及时解锁状态，当没达到那种条件时始终保持一种或多种状态。密码锁的设计要求设计密码锁的系统描述：数字密码锁在设定口令和开锁时要求输入四位十进制数据，当输入状态开启时，输入正确显示一种状态，如果错误则显示错误次数加1，累计3次锁死状态并报警，如果不输入则一直保持原来状态；当检测到储存状态时，输入密码并存储改变原有的储存密码；当检测到消隐信号时，将不显示输入的数据。设计中需要解决的问题时钟扫描读取输入的信号：过小，还没检测到就进入下次判断或者多记一次，过大，响应过慢，加上消斗模块后容易引起码间干扰不易读取信号密码读取：读入按键开关信号要将信号处理编码送入显示和密码比较状态密码比较：首先是要将存入的数字进行存储和逻辑排序，然后将输入的数据进行一一比对，并进行计数，正确与否输出状态信号显示模块：将输入模式、开锁状态、密码存储状态和锁死状态等的显示状态显示的编码开发板引脚的配置等设计过程密码锁的系统描述输入输出端口定义：Sdin:输入十进制数信号按键（由于按键不够，将0—9数据以按键按下次数来编译）Lock:上锁按键Sec:解锁按键Clr:确认按键Set:密码存储按键Crack:开锁状态按键Clk:输入数字确定按键Dout:送现输出信号端Yn:选码信号S3S3锁死S2错误S1解锁S2错误S1解锁累计次数=3解锁错误次数<3S0S0初始S4开锁密码正确S4开锁设置上锁编码规则输入信号编码信号逻辑意义000011000000数字“0”000111111001数字“1”001010100100数字“2”001110110000数字“3”010010011011数字“4”010110010010数字“5”011010000010数字“6”011111111000数字“7”100010000000数字“8”100110010000数字“9”101011101111解锁成功“A”101101111111解锁失败Others11111111其他状态01--11000000上锁状态10--00011000解锁状态时钟模块由于输入时钟是50MHZ，一般扫描频率一般1000HZ左右，过50分频得到1M的频率后经过后续得到两路时钟来分别接入按键和比对模块。输入设置输入模块，由于进行消斗处理用D触发器来消抖动，将输入的信号送入输出，时序时钟推迟一个周期。计数模块和按键累积计数将输入的信号进行A/D转换，根据确认按键的输入来计数时序，将输入的3个数字按顺序送入下个模块；计数模块达到3次输出alert报警。编码和处理模块将输入的十进制信号转化成断码，将时序逻辑进行编码来选码管。选码模块将时序信号进行编码。设计得到的成果及现象得到的总体结构：引脚配置：实物图：初始状态：解锁状态：上锁状态：总结在这次课设中虽然遇到很多麻烦，刚刚开始用自己的方法编写了个简单的密码比对，但缺乏很多功能，而且在消斗方面很不完善，容易属错误，现象出不来，后来网上搜了一个，但由于时钟没有完善，所以出错，后来看懂了也可以调，但各个模块的时钟不一，所以难以完善，后来看了指导书上才做出来。在VHDL语言上有了很大的完善和提高，对基本的设计都应该没问题了，但还需要努力。在设计过程中需要细心、冷静。附页（程序）50分频：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityPIN1Misport(clkin:instd_logic; clkout:outstd_logic);endentityPIN1M;architecturebjofPIN1Misbeginprocess(clkin)variablecnttemp:INTEGERRANGE0To49;beginifclkin'eventandclkin='1'thenifcnttemp=49thencnttemp:=0; else ifcnttemp<25thenclkout<='1'; else clkout<='0'; endif; cnttemp:=cnttemp+1; endif;endif;endprocess;endbj;时钟分频：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;useieee.std_logic_arith.all;entityfdivisport(clk:instd_logic; divout:outstd_logic);endentityfdiv;architecturebjoffdivissignald:std_logic_vector(3downto0);signalo:std_logic;beginprocess(clk)beginifclk'eventandclk='1'thenifd="1001"thend<="0000";o<=noto; elsed<=d+'1'; endif;divout<=o;endif;endprocess;endbj;课程设计成绩评定表成绩评定项目比例得分平时成绩（百分制记分）30%业务考核成绩（百分制记分）70%总评成绩（百分制记分）100%评定等级优良中及格不及格指导教师（签名）：20年月日基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制一种RISC结构8位单片机的设计与实现基于单片机的公寓用电智能管理系统设计基于单片机的温度测控系统在温室大棚中