vhdl电子密码锁毕业论文(电路图+原理图+程序+参考文献)-论文

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1、VHDLVHDL电子密码锁毕业论文电子密码锁毕业论文( (电路图电路图+ +原理图原理图+ +程序程序+ +参考文献参考文献) ) - -论文论文VHDL电子密码锁毕业论文(电路图+原理图+程序+参考文献)基于VHDL的家用电子密码锁的设计显示电路的设计 目 录 摘 要 II ABSTRACT III 第一章 绪论 1 1-1 电子密码锁的综述 1 1-2电子密码锁的实现功能与方法 1 1-3电子密码锁的意义 1 第二章 课题研究的技术平台 3 2-1课题研究的背景 3 2-2课题研究所需要的开发软件 3 第三章 电子密码锁的设计 7 3-1键盘接口电路 7 3-2 控制电路 8 3-3 显示

2、电路 9 第四章 密码锁显示部分的设计 11 4-1显示部分的设计 11 4-2 显示电路部分的仿真 12 第五章 硬件的实现 16 5-1 FPGA的简介 16 5-2 硬件实现 18 结束语 19 参考文献 20 致谢 21 附录 22 基于VHDL的家用电子密码锁的设计 显示电路的设计 内容摘要 本篇论文主要介绍了基于FPGA的电子密码锁的设计，本设计采用先进的EDA技 术，基于MAX+PULS2平台和VHDL语言进行设计。MAX+PULS2是一款集多种 功能于一体的辅助设计软件。它具有丰富多样的编辑功能、强大便捷的自动化设 计能力、完善有效的检测工具、灵活有序的设计管理手段，它为用户提

3、供了极其 丰富的数字逻辑元件。以及出色的在线库编辑和库管理，良好的开放性还使它可 以兼容多种格式的设计文件。EDA技术的应用引起了电子系统产品开发的革命 性变革。利用先进的EDA工具，基于硬件描述语言，可以进行系统级数字逻辑电 路的设计。而VHDL非常适用于可编程逻辑器件的设计，尤其在大容量的CPLD 和FPGA的应用设计中。VHDL能够提供高级的语言结构，方便描述电路，可以快速的完成的设计。同时，它支持设计单元库的建立，可以从复使用设计中的顶层 元件。 关键词 ： 电子密码锁 VHDL MAX+PULS2 EDA FPGABased on VHDL home use electronic c

4、ombination lock design- - display circuits designABSTRACTThis paper introduces the FPGA-based design of electronic locks, the design of advanced EDA technology, based on the MAX + PULS2 platform and VHDL design languages. MAX + PULS2 is a multi-functional in one-aided design software. It has a varie

5、ty of editing features, a powerful and convenient design of the automated ability to detect sound, efficient tool for the design of an orderly and flexible management tools, which provide users with an extremely rich component of the digital logic. Excellent online database, as well as editing and d

6、atabase management, and good also that it can open a variety of formats compatible with the design documents. EDA technology electronic systems led to revolutionary changes in product development. The use of advanced EDA tools, hardware description language-based, can be system- level design of digi

7、tal logic circuits. And VHDL is very applicable to the design of programmable logic devices, particularly in the large-capacity applications CPLD and FPGA design. VHDL can provide high-level language structure, to facilitate description of the circuit can be completed faster design. At the same time

8、, it supports the establishment of cell library design, you can use from the complex design of the top-level components.Key words: Electronic combination lock VHDL MAX+PULS2 EDA FPGA1088VHDL电子密码锁毕业论文(电路图+原理图+程序+参考文献) 第一章 绪论 1-1 电子密码锁的综述 目前使用的电子密码锁大多是基于单片机进行设计的，针对基于单片机的电子 密码锁的不足之处,介绍了一种基于FPGA的电子密码锁的设

9、计方法.采用VHDL 语言使用自顶而下的方法对系统进行了描述,并用一片FPGA芯片实现。设计充分 利用了FPGA芯片密度大、功耗低、可重复编程和具有嵌入式阵列块的结构特点， 从而大大简化了系统结构，降低了成本，提高了系统的保密性和可靠性，可高效 率的对系统进行升级与改进1。 1-2电子密码锁的实现功能与方法 设计一个具有较高安全性和较低成本的通用电子密码锁，具体功能要求如下： （1）数码输入（2）数码清除（3）密码更改（4）激活电锁（5）解除电锁 实现方法：（1）利用单片机进行设计（2）基于FPGA芯片设计 基于单片机设计的缺点：（1）其编码器与解码器的生成为软件方式（2）系统的可靠 性差 基

10、于FPGA芯片设计的优点：（1）用FPGA器件构造系统，所有的算法完全由硬件 电路来实现，使得系统的可靠性大为提高。（2）FPGA具有现场可编程功能，当设 计需要更改时，只需改FPGA中的控制电路和接口电路，利用EDA工具，将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计效率。（3 ）采用FPGA开发的系统，不仅具有很高的工作可靠性，而且升级也很方便2。 因此,本文采用先进的EDA技术，利用MAX+PLUS工作平台和VHDL语言进行 仿真与设计。 1-3电子密码锁的意义 现在市场上主要是基于单片机技术的电子密码锁，但可靠性较差。FPGA即现场 可编程门阵列，它是在PA

11、L、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产 物，是一种超大规模集成电路，具有对电路可重配置能力。通常FPGA都有着上万 次的重写次数，也就是说现在的硬件设计和软件设计一样灵活、方便。相对于基 于单片机技术的电子密码锁，用FPGA器件来构成系统，可靠性提高，并且由于F PGA具有的现场可编程功能，使得电子密码锁的更改与升级更为方便简单。 家用电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械 开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产 品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为 核心，通过编程来实现的。其性能和安全

12、性已大大超过了机械锁，特点如下： 保密性好,编码量多,远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。 密码可变， 用户可以经常更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员 的更替 而使锁的密级下降。 误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。 电子密码锁操作简单易行，一学即会。 体积小、功耗低、价格便宜，维护和升级都十分方便。 通过本次设计掌握FPGA系统设计的方法，熟悉FPGA设计的相关软件，以及硬件 描述语言的使用，了解电子密码锁的系统构成，利用FPGA实现电子密码锁的设 计与实现，可以加深自己对所学专业的认识，关联知识，增强自己的动手能力， 积累实践经验，为以后的工作打好基础。 第

13、二章 课题研究的技术平台 2-1课题研究的背景 随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自 古以来就是把守护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要 使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术的发展，各类电子 产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。据有关资料介绍，电子密码锁的研究 从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。这种锁是通过键盘输 入一组密码完成开锁过程。研究这种锁的初衷，就是为提高锁的安全性。由于电 子锁的密钥量极大，可以与机械锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下 安全隐患3。电子锁只需记住一组密码，无需携带

14、金属钥匙，免除了人们携带金 属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。电子锁的种类繁多，例如数码锁，指 纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。 目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被 广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管 理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高 ，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚 未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景

15、非常可观。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。 2-2课题研究所需要的开发软件 2-2-1 EDA技术的介绍 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写,它是指以计算机为工作平台，并且融合了应用电子技术、计 算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进 行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。 20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电 子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成 功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如C

16、PLD、FPGA）的应用，已得到广 泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过 软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同 软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过 程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。 2-2-2 VHDL语言特点和基本结构 VHDL语言即超高速集成电路硬件描述语言，它是一种用形式化方法描述数字电 路和设计数字逻辑系统的语言，特别适合描述复杂的组合逻辑、组运算、状态机 和真值表。与传统的门级设计方法相比，VHDL语言具有以下特点：VHDL电子密码锁毕业论文(电路图+原理图+程序+参考文献) 与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了他成 为系 统设计领域最佳的硬件描述语言。强大的行为与描述能力是避开具体器件结构， 从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的保证。就目前流行的EDA工具VHDL 综合器而言，将基于抽象的行为描述风格的V