密码锁22.docx
《密码锁22.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《密码锁22.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
密码锁22
电子与信息工程学院
课程设计报告
（2011—2012学年第一学期）
课程名称：
EDA课程设计与实现
班级：
______________
学号：
______________
姓名：
__________________
指导教师：
__
20101年10月
课程设计题目：
EDA课程设计与实现
实验目的：
1.掌握VHDL语言的使用，学会用VHDL语言来编程解决实际问题；
2.学会使用EDA开发软件设计小型综合电路，掌握仿真的技巧；
3.学会应用开发系统实现硬件电路，检验电路的功能。
实验要求：
用VHDL语言设计一个密码锁，用波形仿真验证其功能后，实现到GW48实验系统。
功能描述：
用于模仿密码锁的工作过程。
完成密码锁的核心控制功能。
功能要求：
设计一个密码锁，平时处于等待状态。
管理员可以设置或更改密码。
如果不预置密码，密码缺省为“1234”。
用户如果需要开锁，按相应的按键进入输入密码状态，输入4位密码，按下确定键后，若密码正确，锁打开；若密码错误，将提示密码错误，要求重新输入，三次输入都错误，将发出报警信号。
报警后，只有管理员作相应的处理才能停止报警。
用户输入密码时，若输入错误，在按下确定键之前，可以通过按取消键重新输入。
正确开锁后，用户处理完毕后，按下确定键，系统回到等待状态。
系统操作过程中，只要密码锁没有打开，如果60秒没有对系统操作，系统回到等待状态。
要求密码在输入过程中被依次显示，即先输入的为密码的第一位，总是显示在最左边。
用两个发光二极管模拟显示，其中一个显示当前的工作模式，灭表示用户模式，亮表示管理员模式；另外一个指示锁的状态，灭表示锁处于锁定，亮表示锁被开启。
用两个按键实现密码输入，Key1选择输入的是第几位，Key2输入密码数字。
功能描述：
初始状态：
初次使用密码锁时，要先用Reset键初始化。
初始状态下，用户密码为“1234”，管理员密码为“0000”。
用户开锁：
默认情况下，密码锁处于用户使用状态。
如果当前为管理员状态，则按下user键回到用户状态。
用户开锁时，输入四位数用户密码，可以从out_code6的输出状态确定密码输入状态。
如输入错误则按下clear清除前一位输入。
输入完毕后按enter，如果密码正确，则开锁，否则重新输入密码。
开锁后再次按下enter键则关锁，回到等待状态。
三次密码输入错误，警报器alarming为1。
要管理员输入管理员密码解除警报。
此时哪怕用户再输对密码也没用。
管理员解除警报：
当用户三次密码输入错误的时候，alarming为1，此时，只要管理员密码输入正确后，按下clear键，alarming为0，报警取消。
管理员修改密码：
在非警报和为开锁状态下，任何时候按admin键进入管理员状态。
按chgcode选择修改密码，先选择修改的是用户密码还是管理员密码。
修改用户密码则按user键，修改管理员密码则按admin键。
然后分别输入旧密码，新密码，新密码要输入两次。
旧密码与所要修改的密码对应。
如旧密码输入错误，则无法修改；当验证不成功即两次新密码不相同时，修改密码失败。
返回等待状态。
成功后也返回等待状态。
定时返回：
用户在未开锁状态下，60s没有按键输入，则返回等待状态，但不包括alarming状态。
只要是alarming，则只有管理输入管理员密码才能解锁并按下clear
消除警报。
Verilog程序源代码：
module
mimasuo（clk,reset,user,admin,clear,chgcode,enter,key1,key2,led1,led2,alarming）；
inputclk,reset,user,admin,chgcode,enter,clear;
inputkey1,key2;
outputled1,led2,alarming;
wireclk,reset,user,sdmin,chgcode,enter;
wirekey1,key2;
reg[3:
0]count1,count2;
regled1,led2,alarming;
reg[15:
0]ram_user;
reg[15:
0]new_ram_user1,new_ram_user2;
reg[15:
0]ram_admin,new_ram_admin1,new_ram_admin2;
reg[2:
0]try_count,try_count2;
parameter[2:
0]
user_state=3'b000,
admin_state=3'b001,
wait_state=3'b010,
alarming_state=3'b011,
unclock_state=3'b100,
clock_state=3'b101;
reg[15:
0]user_mima,admin_mima;
reg[15:
0]current_state,next_state,sub_current_state,sub_next_state;
reg[5:
0]numtime;
regback;
always@（negedgereset）
begin
if（~reset）
admin_mima=16'b0;
user_mima=16'b0001001000110100;
alarming=1'b0;
end
always@（*）
begin
if（user==1'b1）
current_state<=user_state;
if（admin==1'b1）
current_state<=admin_state;
end
always@（*）状态转换
begin
case（current_state）
user_state:
begin
led1=1'b0;
if（admin==1'b1）
next_state<=admin_state;
if（admin==1'b0）
next_state<=user_state;
if（ram_user==user_mima&&enter==1'b1）
next_state<=clock_state;
if（ram_user!
=user_mima||enter!
=1'b1）
next_state<=unclock_state;
else
next_state<=user_state;
end
admin_state:
begin
led1<=1'b1;
if（user==1'b1）
next_state<=user_state;
if（new_ram_user1==new_ram_user2&&enter==1'b1）
next_state<=wait_state;
if（（ram_user!
=user_mima&&enter==1'b1）||（new_ram_user1!
=new_ram_user2&&enter==1'b1））
next_state<=wait_state;
if（（new_ram_admin1==new_ram_admin2）&&enter==1'b1）
next_state<=wait_state;
if（（ram_admin!
=admin_mima&&enter==1'b1）||（new_ram_admin1!
=new_ram_admin2&&enter==1'b1））
next_state<=wait_state;
else
next_state<=admin_state;
end
alarming_state:
begin
alarming=1'b1;
if（admin_mima==ram_admin&&enter==1'b1&&clear==1'b1）
alarming<=1'b0;
next_state<=admin_state;
if（（admin_mima!
=ram_admin&&enter==1'b1）||clear!
=1'b1）
alarming<=1'b1;
next_state<=alarming_state;
end
unclock_state:
begin
if（back==1'b1）
next_state<=wait_state;
elseif（back==1'b0）
next_state<=unclock_state;
end
clock_state:
begin
if（enter==1'b1）
led2<=1'b0;
next_state<=wait_state;
if（admin==1'b1||enter!
=1'b1）
next_state<=admin_state;
end
wait_state:
begin
led2<=1'b0;
end
default:
begin
next_state<=user_state;
end
endcase
end
always@（posedgeclkornegedgereset）
begin
if（~reset）
current_state<=user_state;
else
current_state<=next_state;
end
parameter[2:
0]
one=3'b0,
two=3'b1,
three=3'b10,
four=3'b011,
finish=3'b100;
always@（*）//putinuser_mima
begin
if（current_state==user_state||current_state==admin_state）
case（sub_current_state）
one:
begin
if（clear==1'b1）
sub_next_state<=one;
else
sub_next_state<=two;
end
two:
begin
if（clear==1'b1）
sub_next_state<=two;
else
sub_next_state<=three;
end
three:
begin
if（clear==1'b1）
sub_next_state<=three;
else
sub_next_state<=four;
end
four:
begin
if（clear==1'b1）
sub_next_state<=four;
else
sub_next_state<=finish;
end
finish:
begin
sub_next_state<=finish;
end
default:
sub_next_state<=sub_current_state;
endcase
end
always@（posedgeclkornegedgereset）
begin
if（~reset）
sub_current_state<=one;
else
sub_current_state<=next_state;
end
always@（posedgeenter）
begin
if（~reset）
try_count=2'b0;
elseif（current_state==user_state）
begin
if（user_mima!
=ram_user&&enter==1'b1）
try_count=try_count+1'b1;
else
if（current_state==alarming_state）
try_count=2'b0;
else
try_count=try_count;
end
else
try_count=2'b0;
end
always@（posedgeenterornegedgereset）//错误密码计数
begin
if（~reset）
alarming<=1'b0;
elseif（try_count==2'b10&&try_count2==2'b10）
alarming<=1'b1;
next_state<=alarming_state;
end
always@（negedgereset）//输入用户密码
begin
if（~reset）
ram_user<=16'b0001001000110100;
elseif（sub_current_state==one）
if（count1==4'b0&&user==1'b1）
ram_user[15:
12]<=count2;
else
if（count1==4'b1&&user==1'b1）
ram_user[11:
8]<=count2;
else
if（count1==4'b10&&user==1'b1）
ram_user[7:
4]<=count2;
else
if（count1==4'b100&&user==1'b1）
ram_user[3:
0]<=count2;
end
always@（negedgereset）//输入管理员密码
begin
if（~reset）
ram_admin<=16'b0;
else
if（count1==4'b1&&admin==1'b1）
ram_admin[15:
12]<=count2;
else
if（count1==4'b10&&admin==1'b1）
ram_admin[11:
8]<=count2;
else
if（count1==4'b10&&admin==1'b1）
ram_admin[7:
4]<=count2;
else
if（count1==4'b11&&admin==1'b1）
ram_admin[3:
0]<=count2;
end
always@（posedgeclkornegedgereset）//计时模块
begin
if（~reset）
numtime<=6'b0;
elseif（numtime==6'b111100）
numtime<=6'b0;
elseif（numtime<6'b111100）
numtime<=numtime+1'b1;
end
always@（posedgeclkornegedgereset）
begin
if（~reset||numtime<6'b111100）
back<=1'b0;
else
back<=1'b1;
end
always@（*）
begin
if（~reset）
led2<=1'b0;
elseif（current_state==user_state||current_state==admin_state）
if（（ram_user==user_mima&&enter==1'b1）||（ram_admin==admin_mima&&enter==1'b1））
led2<=1'b1;
else
led2<=1'b0;
end
always@（*）
begin
if（current_state==admin_state）
if（chgcode==1'b1）
led2=1'b0;//修改密码
if（user==1'b1）
if（user_mima==ram_user）
if（count1==4'b0）
new_ram_user1[15:
12]<=count2;
else
if（count1==4'b1）
new_ram_user1[11:
8]<=count2;
else
if（count1==4'b10）
new_ram_user1[7:
4]<=count2;
else
if（count1==4'b11）
new_ram_user1[3:
0]<=count2;
if（count1==4'b0）
new_ram_user2[15:
12]<=count2;
else
if（count1==4'b1）
new_ram_user2[11:
8]<=count2;
else
if（count1==4'b10）
new_ram_user2[7:
4]<=count2;
else
if（count1==4'b11）
new_ram_user2[3:
0]<=count2;
if（new_ram_user1==new_ram_user2&&enter==1'b1）
ram_user<=new_ram_user2;
led2=1'b0;
if（（ram_user!
=user_mima&&enter==1'b1）||（new_ram_user1!
=new_ram_user2&&enter==1'b1））
ram_user=ram_user;
if（admin==1'b1）
if（admin_mima==ram_admin）
if（count1==4'b0）
new_ram_admin1[15:
12]<=count2;
else
if（count1==4'b1）
new_ram_admin1[11:
8]<=count2;
else
if（count1==4'b10）
new_ram_admin1[7:
4]<=count2;
else
if（count1==4'b11）
new_ram_admin1[3:
0]<=count2;
if（count1==4'b0）
new_ram_admin2[15:
12]<=count2;
else
if（count1==4'b1）
new_ram_admin2[11:
8]=count2;
else
if（count1==4'b10）
new_ram_admin2[7:
4]<=count2;
else
if（count1==4'b1）
new_ram_admin2[3:
0]<=count2;
if（new_ram_admin1==new_ram_admin2）
ram_admin<=new_ram_admin2;
if（ram_admin!
=admin_mima||new_ram_admin1!
=new_ram_admin2）
ram_admin<=ram_admin;
end
always@（posedgekey1ornegedgereset）设置Key1，Key2的按键模式
begin
if（~reset）
count1<=4'b0;
else
if（count1==4'b11）
count1<=4'b0;
elseif（count1<4'b11&&key1==1'b1）
count1<=count1+1'b1;
end
always@（posedgekey2ornegedgereset）
begin
if（~reset）
count2<=4'b0;
elseif（key2==4'b1）
count2<=count2+1'b1;
end
always@（posedgeenterornegedgereset）
begin
if（~reset）
try_count2<=1'b0;
else
if（try_count2==2'b10）
try_count2<=2'b0;
elseif（try_count2<2'b10&&enter==1'b1）
try_count2<=try_count2+1'b1;
end
endmodule
Tb测试文件程序：
`timescale1ns/1ps
moduletbmimasuo;
regreset,clk,user,admin,chgcode,enter,clear;
regkey1,key2;
wireled1,led2,alarming;
always#100clk=~clk;
initial
begin
clk=1'b1;
user=1'b0;
key1=4'b0;
key2=4'b0;
admin=1'b0;
clear=1'b0;
chgcode=1'b0;
enter=1'b0;
reset=1'b0;
#50reset=1'b1;
admin=1'b1;
chgcode=1'b1;
admin=1'b1;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
key2=1'b0;
#150key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
key2=1'b1;
#10key2=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
key2=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#100key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
key2=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
key2=1'b0;
#10enter=1'b1;
#150enter=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
key2=1'b1;
#10key2=1'b0;
#150key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
key2=1'b1;
#10key2=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key2=1'b1;
#10key2=1'b0;
#100key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key1=1'b1;
#10key1=1'b0;
#50key2=1'b1;
#10key2
升级会员 