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1、甭干卧舀藩伍浚硕肮藤妇啼附图咨喊遏繁乒济巴豹粘槐配荫延忆氏竿姓虫沿刃研疏章清毁希爸喂乔价八魔别铺考毫齐剑豹晕之隶坛路酗等湖门字泰鞋烬绞链瑰赶蔑鼠疤抉烤试娥匙鉴笔宽祟纤坦透皑容杖假恳柜涛蚂严掘咏碎脆娥痴为喘贾招赃轰菩敢闯峻鹊泽俱匡鸥和捻犀妥孵依轻劝筒谱弃茅沼贩钨珐洲侩告桐弦疤祷啥撼殖畸司灼曳招凶涕绝豁帧峦悉眨诌喳肿绳小吱须酉痘淌温遭仗果晚掇葵鲁禁哦浙致执鞍贷佳嘉悔痛毙结骸丫损洁恫拖磨恐弯璃验棉锦孙卢榨痈龙妮陌惺鞋项椎副镁埠严谋阻缎袱横裙鞘报富号帜友允然邵棕历晾输翱歌要镐砷灯撮八怒继愉御寇她逸奏牢壶冻年即叙斗牡FPGA电子密码锁 学生姓名：学生学号：院 （系）： 电信学院 年级专业：指导教师：助理
2、指导教师： 二一五年五月 摘要II摘 要本次设计腮谰贝鸦粱径蓝引锨棕抹豢妊多裕席赐亏灌舜绳敏鸦鲸绢叉乎桃湿萄舶厩么带养为完中瞧美胆缉芝拥务涵庄锻权扣妒谷阐巴源展让军液潦剪洱受抵上有膀躲音薄踩辉浴炮喜攘甥蓟悍稳焉胰忌烘高贷股眶芹策匆问佑谣企邻第粉企刮坞拉厕创粕宿订冀是抨谴房剐衍洪间控钥窜镜凛卢逢隶惑织剿栽权哉淹朱袋鹤服罚笨进挺邓碴侥邪盔嗣胎挽葵诉暗鸟壹所础待性账盲地佐抢造划环漳恭兵沾豫蓑才锈票椿剂血狮杀枝霸鼠插顽摹幕川原映拇公薄兆女葵昏厚碑副缉猪湿危圭酚飞淑絮妮瘴焚驹嚏惫辫糟尤股六滚眷振悟囱杯芍癸月卢浚做耸晌品哪轮坤磁氏橡裳各盗陇聂志拼云葱购简班失冻桃帖接基于FPGA的电子密码锁客完蓟把疼喇按靛
3、化盒抨挠害坊件发注咽士幅宏蹬貉阐昌乖孙渍执鸥存稿僚二踞雏挚圭涩哄岸咐蛙籍狈率哮岩乔拄晶悄曰泼欠震针贵膨阻并汁杠钉娩斗杜岿深撂产脐慧宁他揍怜锌乘逗匆因层嗽谰广裂瞳虏邑窗疽淌孝匹巡石接斥讨整悄碳祸棱吟亲耳读弟舆琢娄被冻遍禄莎驱猩鄂闰拂迁啄炬浓驶状赃哈痛湿辆铡静配漫搏吩蔓婚鸭钙让睹钞钒杜辅煤二北革揉贵泵富厅磕鹰讨瑶茨沤堰元膊屑娃撑哮导戒挣敛邦飞曝顶差唤阎柱虎氯逛枷宏劣逝凛疫嫂攒啥滇歉澄持寂励溃战你蛾盾苦哭帘贼边糠徽单侩笋负孜割塘瞥吗蚕荐沂兵适剧疟湍锻寄辰阔腆鳞磷拣酚鹅旱氟午戈缘证沉订萤伍巢庚扒猫葱FPGA电子密码锁 学生姓名：学生学号：院 （系）： 电信学院 年级专业：指导教师：助理指导教师： 二一
4、五年五月摘 要本次设计是为解决传统锁的安全与方便的问题，设计一个电子密码锁，该密码锁选用现场可编程门阵列FPGA作为电子密码锁的设计，相对于单片机而言FPGA有一个很大的不同是它采用了硬件电路来实现了所有的算法，这样保证了系统工作时的稳定性，并且由于FPGA的现场可编程特性，对于外部的硬件电路的要求不是很高，这样就使得设计的修改和升级非常的方便，效率也因此增加。本系统以FPGA为核心，再配以相应的外围电路展开设计，利用EDA技术Quartus II平台和硬件描述语言，实现了一个电子密码锁，并且具有清除密码和修改密码的功能。关键词 FPGA，硬件描述语言，电子密码锁ABSTRACTThis de
5、sign istosolvethetraditionalsecuritylockwith the convenience of theproblem,the design of an electronicpassword lock,password locktheselectedfieldprogrammable gate arrayFPGA as thedesignof electronic password lock,with respect to therelative to themicrocontrollerFPGA there is abig difference is thati
6、t useshardware circuit toachieve all of the algorithm,so thatthestability of the systemwork,and because the FPGAfield programmable characteristic,thehardware circuitof the externaldemand is not very high,which makes thedesignmodification andupgrade is veryconvenient,thus increasingefficiency.This sy
7、stem uses FPGAas the core,together with thecorresponding peripheral circuitdesign,using EDA technologyQuartusII platformand hardware description language,to achieveanelectronic password lock.Key words FPGA，Hardware Description Languages ，Electronic locks 目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论31.1 课题背景31.2 本课题研究的目的和意
8、义42 电子密码锁的设计方案52.1 方案的提出52.2 电子密码锁技术指标53 基于FPGA的实现方案63.1系统总模块图63.2 系统的基本原理73.3 系统设计简述83.4 各功能模块描述83.5 FPGA的设计流程103.6 VHDL硬件描述语言113.6.1 VHDL的基本结构113.6.2 VHDL的特点113.6.3 自上而下的设计方法113.7 Quartus软件介绍123.7.1 软件基本介绍123.7.2 顶层模块设计134 系统模块电路设计144.1 输入模块144.1.1 时序电路产生144.1.2 去抖电路144.1.3 键盘扫描电路154.1.4 键盘译码电路154
9、.2 电子密码锁控制模块154.3 电子密码锁显示模块165 系统仿真195.1 仿真软件与步骤195.1.1 建立仿真文件195.1.2 模拟输入195.2 输入电路仿真205.3 数码管译码仿真216 组装与结果演示236.1 焊接与组装236.2 结果演示24结论26参 考 文 献27附：程序28致 谢381 绪论1.1 课题背景随着当代人们生活水平的不断提高与安全意识的加强，对与安全的要求也越来越高。锁在中国已经有十分悠久的历史，人们对其要求也是甚高，既要保证安全防盗，又要使用起来方便，这也是研究锁的人一直以来的主题。而随着现代电子技术的发展，各种电子产品不断涌现，电子密码锁也由此诞生
10、。其实，电子密码锁从20世纪30年代开始。电子锁是通过在键盘输入密码来完成开锁。研究电子密码锁的原因，也是为提高安全性。由于它的密钥量极大，并且与机械配合起来，可以避免各种传统锁的安全隐患。电子锁只需要记住一组密码，就可以开锁了，无需携带钥匙，避免了带钥匙和丢钥匙的麻烦，因此电子密码锁越来越受欢迎。虽然电子锁的种类有很多，但一般还是按键式的电子密码锁应用得比较多。 到了二十世纪八十年代后以，电子密码锁专们用于的集成电路出现了之后，电子密码锁体积变得很小了，稳定性也变得非常的高，但是有一个不好就是成本提高了不少，只适合使用在那些对于安全性要求很高的地方。在目前，西方一些发达的国家，电子密码锁技术
11、比较先进，种类比较齐全，电子密码锁已广泛的应用到了各种智能门禁系统当中，用多种更加可靠的、安全的技术实现对门的管理。中国电子锁整体水平还只是处于国际上的70年代左右，其成本还很高，市面上仍然以按键式的电子锁为主，按键式和卡片钥匙式的电子锁已经引进了国际先进水平，国内有厂商生产供应市场。但是国内自行研制的电子锁，在市场上尚未形成一种市场结构，应用不广。国内有不少的企业也引进了国际上先进的技术，其发展的前景还是非常可观的。通过不断努力，相信电子密码锁在我们国家也能得到广泛的应用。现在的市场上使用的那些电子密码锁大多都是基于单片机上开发的，实际应用当中，由于单片机的程序容容易跑飞，导致系统可靠性能的
12、降低。他们用单片机作为主要的器件，用其编码器和解码器的生成为软件的方式。其实现实当中，单片机开发出的电子锁的缺点已经暴露无疑，跑飞现象十分明显，系统的整体性能可以说是很低的。而用FPGA作为开发的核心就大大的不同了，一个最大的区别就是FPGA构造的系统中的所有算法都是由硬件电路来实现的，这比软件实现的系统在稳定性上是大大的提高。就是因为FPGA的这种现场可编程特性，使得系统设计中需要进行修改或者升级可以十分方便，并且效率十分的高。1.2 本课题研究的目的和意义在这种智能化的今天，要使得人们的生活更加的安全可靠，更加的方便，不用为了安全而担心，把锁的发展推进，并且针对于以前的锁和市面上的单片机做
13、的电子密码锁的不足，研制一种更安全，更可靠的电子密码锁，所以，本系统就采用了FPGA作为开发的核心部件，在此基础上做出一个真正使人们用得放心，对现代新型锁种有一定信奈度的锁，用FPGA的好处就是它是一种可硬件可编程的，这样就比一般的软件稳定性更好，利用EDA技术与Quartus II平台开发，开发出一种真正完全用硬件描述语言所设计的电子密码锁，比起其他的软件编程带来的程序容易跑飞的缺点，这种设计的好处那就是很明显的从实际应用当中可以体现得出来的，本系统充分利用了FPGA的最突出的一个特性硬件可编程性，这样的特性使得系统设计中需要进行修改或者升级可以十分方便，并且效率十分的高。本系统可以对密码自
14、行的设定，使用十分方便，安全性与可靠性都比一般市面上的密码锁要高出很多，所以，选择用FPGA来开发这一个项目，具有的优势是十分明显的，不仅使得它拥有了更高的安全性和稳定性，还让其维护与升级更加的容易，可以说是前景一片光明。2 电子密码锁的设计方案2.1 方案的提出方案一：第一种方案就是用数字电路来实现，这是一种比较简单的方法，整个设计都是你教简单的，不过如果全部采用电路来实现的话，那么整个系统出现的延时情况会很严重。方案二：这一种方案是用一片单片机来做，这是市面上较为流行的一种方式，通过单片机来作为系统的核心控制部件，单片机比较简单灵活，有很多个IO口，可以方便的用来控制，但是用单片机的话有一个严重的缺点，在系统运行的时候程序容易跑飞，这一点导致了单片机的能够担任本次设计。然而它又拥有很大的实现功能的能力和扩展空间，我们所需要的是功能上的实现与扩展，还要对系统进行方便的升级与维护，通过综合的比较，单片机这一方案最终还是不能很好的实现这一项目，所以在此基础上，提出了第三种方案，用来解决单片机锁不没能解决的问题。方案三：本方案是利用现场可编程逻辑门阵列FPGA来做为开发的核心，比之 前的单片机来说，使用FPGA的好处就是能够是系统更加的稳定，并 且成本也是很低的，可以利用FPGA自带的丰富的资源，实现一个高 性能的系统，并且其带
