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1、I摘要 基于FPGA设计的电子密码锁是一个小型的数字系统，与普通机械锁相比, 具有许多独特的优点: 保密性好, 防盗性强, 可以不用钥匙, 记住密码即可开锁等。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术, 以单片机为主要器件, 其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中, 由于程序容易跑飞, 系统的可靠性能较差。本文介绍一种基于现场可编程门阵列FPGA 器件的电子密码锁的设计方法采用VHDL语言对系统进行描述，并在FLEX10K10LC84-4上实现。系统所实现的功能：用户给电子密码锁设定一个密码，当使用本机键盘开锁时，该密码与用户设定的密码比较，如果密码正确，则开锁；如果密码不正确，则允
2、许用户重新输入密码，最多可输入三次，若三次都不正确，则扬声器报警，直到按复位键才允许再次输入代码。通过仿真调试，利用可编程器件 FPGA 的电子密码锁的设计基本达到了预期目的。当然，该系统在一些细节的设计上还需要不断的完善和改进，特别是对系统的扩展有很好的实用和设计的价值。关键词：现场可编程门阵列, 硬件描述语言, 电子密码锁, 扬声器 IIAbstractFPGA-based design of the electronic code lock is a small digital system, electronic password lock compared with ordinary
3、 mechanical locks, with many unique advantages: good privacy, security and strong, can not key to remember passwords to unlock, and so on. At present the use of the electronic code lock on most of SCM technology to SCM as the main devices, encoders and decoders of Health and the software approach. I
4、n practice, since the process easy run to fly, the reliability of the system can be poor. Based on this paper, a field programmable gate arrays FPGA devices electronic password lock design, VHDL language used to describe the system and achieve FLEX10K10LC84-4.Implementation of the system features: u
5、sers of electronic password lock to set a password, when using the keyboard unlock the machine, the user password and set the password, if the correct password, then unlock if the password is not correct, allows Users to enter a password, can enter up to three times, three times if not correct, the
6、speaker alarm, until the reset button only allowed to re-enter the code.The simulation tests using programmable devices FPGA electronic password lock the basic design to achieve the expected goal. Of course, some of the details of the system in the design of the need to constantly refined and improv
7、ed, in particular the expansion of the system have a good design and practical value. Key words: FPGA , VHDL, electronic password lock , speakerIII目录摘要 .IABSTRACT .II目录 .III1 绪言 .11.1 课题背景 .11.2 课题研究的目的和意义 .11.3 国内外概况 .21.4 课题的主要研究工作 .32FPGA 的相关介绍 .42.1 可编程逻辑器件 .42.2FPGA 的简介 .42.3FPGA 的应用特点 .52.4FPG
8、A 的应用前景 .63 基于 FPGA 设计的硬件描述语言 VHDL .83.1VHDL 语言简介 .83.2VHDL 语言的特点 .83.3VHDL 语言的优点 .83.4 VHDL 语言的基本结构 .93.5VHDL 语言的应用 .104 系统设计方案的研究 .114.1 系统功能需求分析 .114.2 系统实现方案的论证比较 .114.3 系统方案的总体设计 .114.3.1 系统原理框图 .114.3.2 总体设计原理 .125 系统硬件设计 .135.1 系统的硬件模块实现 .135.2 基于 FPGA 的设计 .135.2.1 主控芯片 EPF10K10LC84-4 的介绍 .135.2.2FPGA 逻辑功能结构及开发 .145.3 键盘控制电路结构与原理 .145.4LED 显示器结构与原理 .155.5 报警电路 .176 系统的软件设计 .186.1 系统主控制流程框图 .186.2 键盘扫描程序框图 .196.3 获取键值程序框图 .206.4 解码、报警模块 .217 系统的原理实现 .227.1 系统的层次化设计 .227.2 顶层图形设计 .227.3 系统仿真演示结果 .23IV总结与展望 .24致谢 .25参考文献 .26附录 .
