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1、基于VHDL的电子密码锁华南师范大课程设计实验报告学/课程名称：可编程数字系统设计课程设计题目：电子密码锁姓名：程硕学院：物理与电信工程学院专业：理综一班年级：2011学号：一、设计原理用VHDL设计电子密码锁方案：作为通用电子密码锁，主要由3个部分构成：数字密码按键输入电路、密码锁控制电路和密码锁显示电路，作为电子密码锁的输入电路。可供选择的方案有数字机械式键盘和触摸式数字键盘等多种。（ 1）密码锁输入电路包含时序产生电路、键盘检测电路、键盘消抖电路等几个小的功能电路。（ 2）密码锁控制电路包含按键数据储存电路，恢复出厂密码、两次正确输入后可更正密码、密码核对，多次错误报警，清屏等几个小的功
2、能电路。（ 3）八段数码管显示电路主要将待显示数据的BCD码变换成数码器的八段显示驱动编码。二、系统解析本次课程设计成功地设计了一个简单的数字电子密码锁，密码为4位。将电子密码锁分为以下几个模块：按键消抖模块、密码锁逻辑控制模块和密码锁显示模块，实现了以下功能：(1) 密码输入：KEY1按下一次，数码管上显示数字加一，相应地址输入密码加一(2) 地址选择：KEY2按下一次，数码管选择位左移一位(3)密码确认：KEY3按下一次，比较外面输入密码与原密码，正确LED长亮，错误LED变暗，同时显示密码置0；(4)密码更正：正确输入两次密码后，按下KEY4一次，将当前输入设为新的密码；(5) 清屏：K
3、EY5按下一次，外面输入置0；(6) 恢复出厂设置：连续按下KEY5三次后恢复出厂密码“1234”；三、程序设计1因为程序稍显宏大，故采纳分层次设计的方法，顶层采纳画图法设计，基层采纳设计。顶层电路图如图1所示VHDL语言进行图1Xiao_dou模块为按键消抖模块，main为密码锁控制模块，yima为数码管显示译码模块。Set_shuma端口为数码管段选端口，用于选择数码管。Led端口为led灯端口，key1,key2,key3,key4,key5为五个按键接口，show_shuma端口为数码管位选选择端口。2 基层设计a) 因为按键为机械按键，故按下一次会产生多次脉冲，当产生第一次降落沿的时
4、候延时一段时间后，再连续检测能否有降落沿产生。主体程序以下：b)数码管译码显示进度：将0至9的4位矢量型数字转变成相应8位数码管显示数字c) 电子密码锁控制电路：i. 数码管地址选择进度：当数码管地址选择时钟到来时，数码管显示位左移一位，利用人眼的视觉余辉成效，产生4位数码管同时点亮的成效。ii. 数码管地址选择时钟信号发生进度：将系统时钟分频，产生500HZ占空比为1:1的方波，用于控制数码管地址选择。iii.整型密码转变成矢量型密码，位选选择进度：利用CASE语句将不一样地址的密码值显示在相应的数码管上。iv. 外面输入密码改正良度：当KEY1按下时外面输入密码加1，并在数码管上显示出来，
5、数字从1至9循环；后半部分为当清屏信号到来时，外面输入密码置0。v. 按键地址选择进度：KEY2按下时数码管地址选择端左移一位，后半部分为当清屏信号到来时，地址置0。vi.密码设置，重置进度：当密码连续正确两次后，按下KEY4键，将此刻显示的密码置为新密码。后半部分为恢复出厂设置密码。vii.清屏，恢复出厂设置进度：当KEY5按下时产生清屏信号，当KEY5连续按下三次后产生恢复出厂设置信号。后半部分为清屏与恢复出厂设置信号的除去程序，用于除去产生的清屏与恢复出厂设置信号。viii.密码比较进度：比较当前输入密码与内部密码的值，如同样则LED长亮，如不一样则LED暗，如连续3次输入错误密码则LE
6、D闪耀报警。ix. LED闪耀脉冲发生进度：用于产生LED闪耀所需方波脉冲四、仿真/实验结果1. 密码正确：2. 密码错误：3. 清屏：五、结论或解析各项实验结果均成功，能够很好的实现，密码比较，设置密码，清屏，恢复出厂设置等各项功能。六、使用说明1. S5：KEY1按下后外面输入密码加1；2. S4：KEY2按下后输当选择地址左移一位；3. S3：KEY3按下后比较输入密码与内部密码；4. S4：KEY4连续输入两次正确密码后按下，将当前显示密码设为新密码；5. S5：KEY5按下一次清屏，连续按下三次后恢复出厂设置。七、源程序1. 控制电路源程序libraryieee;usemainisp
7、ort(key1,key2,key3,key4,key5:instd_logic;clk:instd_logic;num_shuma:outstd_logic_vector(3downto0);set_shuma:outstd_logic_vector(3downto0);led:outstd_logic:=0;sel:outstd_logic);endentitymain;architecturelockofmainissignaltemp_1,temp_led,temp_shuma,reset_all,reset_mima,temp_reset,key1_clear,key2_clear,
8、key3_clear,key4_clear:std_logic;signalbit_one_in:integerrange0to9:=1;-insideofnumbersignalbit_two_in:integerrange0to9:=2;signalbit_three_in:integerrange0to9:=3;signalbit_four_in:integerrange0to9:=4;signalshow_shuma_location:std_logic_vector(1downto0);ofshumasignalbit_one_out,bit_two_out,bit_three_ou
9、t,bit_four_out:integerrange0to9;-outsideofnumbersignallocation:std_logic_vector(1downto0);-insidelocationofnumbersignalnumber_led:integerrange0to5000000;signalnumber_shuma:integerrange0to50000;signalnumber_error:integerrange0to3;signaltwice:integerrange0to2;signalclear_num:integerrange0to3;beginshow
10、_location_set:process(temp_shuma)-thelocationofshuma_guanbeginif(temp_shumaeventandtemp_shuma=1)thenshow_shuma_locationnum_shuma=conv_std_logic_vector(bit_one_out,4);set_shumanum_shuma=conv_std_logic_vector(bit_two_out,4);set_shumanum_shuma=conv_std_logic_vector(bit_three_out,4);set_shumanum_shuma=c
11、onv_std_logic_vector(bit_four_out,4);set_shuma=0111;endcase;if(reset_all=1)thennum_shuma=0000;-xianshizhi0endif;endprocess;shuma_200:process(clk)-usetodelaylocationsetbeginif(clkeventandclk=1)thenif(number_shuma=50000)thennumber_shuma=0;temp_shuma=nottemp_shuma;elsenumber_shuma=number_shuma+1;endif;
12、endif;endprocessshuma_200;add_outside:process(clk,reset_all)-key1addnumbeginif(key1eventandkey1=0)thenkey1_clearbit_one_out=bit_one_out+1;if(bit_one_out=9)thenbit_one_outbit_two_out=bit_two_out+1;if(bit_two_out=9)thenbit_two_outbit_three_out=bit_three_out+1;if(bit_three_out=9)thenbit_three_outbit_four_out=bit_four_out+1;if(bit_four_out=9)thenbit_four_out=0;endif;endcase;endif;if(clear_num=0)thenkey1_clear=0;endif;if(reset_all=1)thenbit_one_out=0;bit_two_out=0;b
