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1、EDA技术应用课程课件,项目十三 电子密码锁的设计,一、项目描述,本项目是要在CPLD上设计实现电子密码锁功能 要求密码长度为4位，具有数码显示和LED状态指示功能，能实现密码输入、清除，密码更改、存储，开锁等功能。,1. 项目任务,一、项目描述,2. 项目目标,二、项目资讯,电子密码锁由矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、数码显示电路等模块组成。 能进行密码输入，显示、清除输入数字，密码修改、存储等功能，并进行密码核对、解除电锁。,三、项目分析,1.系统功能分析,1、 数据输入：每按一个数字键，就输入一个数值，并在显示器上的最右方显示出该数值，并将先前已经输入的数据依序左移一个数字位置。 2
2、、 数码清除：按下此键可清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。 3、 密码更改：按下此键时将目前的数字设定成新的密码。 4、 激活电锁：按下此键可将密码锁上锁。 5、 解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，密码正确即开锁。,三、项目分析,2.硬件电路设计,电子密码锁电路完全由CPLD内部电路实现，显示部分由外部的4位数码管电路实现，密码和功能键输入由外部4X4矩阵键盘完成。 密码修改和开锁状态指示分别外接两个LED发光管指示。,三、项目分析,3.软件设计思路,本项目采用自顶向下的设计方法，并采用混合设计方法。 电子密码锁可以分解成密码输入、密码处理、输入显示三大功能子模块以及一个顶
3、层模块。 子模块全部可以采用VHDL语言来设计，顶层模块对功能子模块的连接，采用原理图设计来实现。,三、项目分析,电子密码锁模块框图,三、项目分析,-密码输入模块,三、项目分析,-密码处理模块,三、项目分析,-输入显示模块,四、项目实施,微机一台（Windows XP系统、安装好Quartus 5.0等相关软件） EDA学习开发板一块 USB电源线一条 ISP下载线一条。,硬件平台准备,四、项目实施1. Quartus VHDL设计输入法,(1) 创建工程,在D:alteraQuartus50 exampleelec_lock下建立项目elec_lock，选择EPM240T100C5作为目标器
4、件,建立并编辑key.vhd、ctrl.vhd、display.vhd三个文件。,（2）建立编辑VHDL设计文件,四、项目实施1. Quartus VHDL设计输入法,(3) 各子模块单独编译、仿真,密码输入模块的仿真结果,四、项目实施1. Quartus VHDL设计输入法,密码处理模块的仿真结果,四、项目实施1. Quartus VHDL设计输入法,输入显示模块的仿真结果,四、项目实施1. Quartus VHDL设计输入法,(4) 建立编辑顶层原理图设计文件,右键点击seccount.vhd，在弹出的菜单中选择Create Symbol Files for current File，创建
5、seccount.vhd文件的图元,右键点击key.vhd，在弹出的菜单中选择Create Symbol Files for current File，创建key.vhd文件的图元 创建顶层原理图文件elec_lock.bdf，在原理图编辑窗口双击鼠标左键，在弹出的Symbol窗口中的Library栏中，单击Project前面的加号，在展开目录中可以找到刚才通过.vhd文件创建的3个图元。,四、项目实施1. Quartus VHDL设计输入法,编辑完成顶层原理图设计文件,四、项目实施1. Quartus VHDL设计输入法,整个项目全编译，并进行波形仿真,四、项目实施1. Quartus VH
6、DL设计输入法,（5）引脚分配 根据设计实体结构和硬件电路要求，对引脚进行引脚分配。,（6）编程下载 完成全编译，进行器件下载编程。,四、项目实施,2.硬件电路调试及排故,电路调试： 1根据项目需要，接通电源后，按下复位键，先对系统时行初始始。分别进行秘码设置、修改、开锁等操作，观查电路动作，判断是否符合设计要求。 故障分析及排除： 1. 输入数字显示错位。出现这种情况，只需将138的输入即selout20的按顺序调整即可。 2输入密码后，电路没有开锁动作，检查程序发现是秘码比对的时候，密码存放单元错位，修改程序存放单元顺序即可。,五、项目评价与总结提高,1.项目评价标准,五、项目评价与总结提高,2.项目总结,本该设计采用了层次化、模块化的设计方法，先创建子模块，再进行顶层设计。 Quartus II原理图VHDL混合设计的一般步骤为：建立编辑子模块VHDL文件、子模块编译、子模块仿真、子模块生成图元、顶层原理图设计、顶层编译仿真及编程下载等。,3.拓展与提高,在现有功能的基础上，增加2位密码。 增加一个退位清除密码的功能，当输入一个数字，可按退位键将该位清除。 修改显示方式：输入密码时，没有数字的数码管上不显示任何信息（所有笔段灭），输数字才显示。,谢谢观赏,谢谢观赏,谢谢观赏,谢谢观赏,
