电子密码锁EDA课程设计Word格式文档下载.docx

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（1）、设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；

（2）、在锁的控制电路中储存一个能够修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；

（3）、从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。

2、要解决的关键问题

（1）、该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是，输入代码和已设密码相同。

实现这种功能的电路构思有多种，例如，用两片8位锁存器，一片存入密码，另一片输入开锁的代码，经过比较的方式，若两者相等，则形成开锁信号。

（2）、在产生开锁信号后，要求输出声、光信号，声音的产生由开锁信号触动扬声器工作，光信号由开锁信号点亮LED指示灯；

（3）、用按钮开关的第一个动作信号触发一个5秒定时器，若5秒内无开锁信号产生，让扬声器发出特殊音响，以示警告，并输出一个信号推动LED不断闪烁。

二、设计方案

1、总体设计思想

本设计采用VHDL语言进行编程，把所有的功能都整合到一个程序，采用不同的进程将不同的功能区分开来。

该程序主要由密码输入进程、密码修改进程、密码锁操作进程、报警计时进程和报警动作进程等组成。

这样设计的好处是不用设计顶层文件或者顶层原理图，没有复杂的连线。

当然，仅仅是对于一些功能简单，代码较短的程序采用该种方法编程，而该题目正好符合这个条件。

该功能共有两个时钟信号，一个是键盘扫描和系统时钟，采用的是1Hz的时钟信号，该信号不但能够防止键盘抖动引起的误操作，还有助于系统计时。

因为报警电路中的蜂鸣器为无源蜂鸣器，因此需要一个方波信号来驱动蜂鸣器，使其发出声音。

因此又采用了一个1KHz的信号用于驱动蜂鸣器。

为了编程简单，本设计采用的是八个独立键盘，四个按键用于输入密码，四个按键作为功能键。

四位0000到9999可任意改变的密码，输入密码或者更改密码时，采用的是自加运算，当数字加到10以后，自动清零。

另外四个功能健分别是开锁键、关锁键、修改密码键、清除自锁健。

本设计采用LED显示和数码管显示，LED主要用于表示现在的密码锁的开关状态，数码管用于显示输入的数值。

该种显示清晰明了，能够防止误操作的发生。

另外还采用蜂鸣器和LED闪烁报警，当从输入第一个密码开始计时，如果5秒内没有开锁，密码锁会自动报警20S，并让一个LED灯闪烁，直到自锁信号解除。

2、系统设计实现的基本功能

（1）密码输入：

每按下一个数字键，就输入一个数值，并在显示器相应位置上显示出该数值。

（2）密码清除：

按下开锁键和关锁键进入锁定和开锁状态后，系统自动可清除前面所有的输入值，清除成为“0000”。

（3）密码更改：

当密码锁位于开锁状态下，按下更改键能够设定新的密码

（4）密码上锁：

按下上锁键可将密码锁上锁。

（5）密码解除：

按下解除键首先检查输入的密码是否正确，密码正确即解锁。

（6）密码自锁：

从输入第一个密码开始计时，如果5秒内没有开锁，密码锁会自动报警，并进入自锁状态，此时不允许任何操作。

（7）自锁清除：

经过自锁清除键能够清除自锁状态，使密码锁进入正常工作状态。

3、系统程序

LIBRARYIEEE;

USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

ENTITYLOCKIS

PORT（CLK,CLK5:

INSTD_LOGIC;

KEY1,KEY2,KEY3,KEY4,KEY5,KEY6,KEY7,KEY8:

Q1,Q2,Q3,Q4:

OUTSTD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;

LED_G,LED_R,LED,BEEP:

OUTSTD_LOGIC）;

ENDLOCK;

ARCHITECTUREBEHAVOFLOCKIS

SIGNALPASSWORD1:

STD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）:

="

0001"

;

SIGNALPASSWORD2:

SIGNALPASSWORD3:

SIGNALPASSWORD4:

SIGNALJISHI5:

0000"

SIGNALJISHI20:

STD_LOGIC_VECTOR（4DOWNTO0）:

00000"

SIGNALZISUO,FLAG,BEEP_FLAG,KAI,LED_TMP:

STD_LOGIC:

='

0'

SIGNALCODE1,CODE2,CODE3,CODE4:

STD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;

BEGIN

PROCESS（clk,key1,key2,key3,key4,key6）

IFZISUO='

ANDKEY6='

ANDKAI='

THEN

IFKEY1'

EVENTANDKEY1='

1'

THEN--用来输入代码，在关锁状况下，而且无开锁和设置密码信号下有效

IFCODE1<

9THENCODE1<

=CODE1+1;

ELSECODE1<

=（OTHERS=>

'

）;

ENDIF;

IFKEY2'

EVENTANDKEY2='

IFCODE2<

9THENCODE2<

=CODE2+1;

ELSECODE2<

IFKEY3'

EVENTANDKEY3='

IFCODE3<

9THENCODE3<

=CODE3+1;

ELSECODE3<

IFKEY4'

EVENTANDKEY4='

IFCODE4<

9THENCODE4<

=CODE4+1;

ELSECODE4<

ELSIF（ZISUO='

ANDKEY7='

）THEN

CODE1<

CODE2<

CODE3<

CODE4<

--这一步很重要，重新上锁必须将密码值清零，不然会显示上次输入的密码

IFKEY6='

THEN--显示密码

Q1<

=PASSWORD1;

Q2<

=PASSWORD2;

Q3<

=PASSWORD3;

Q4<

=PASSWORD4;

THEN--显示要更改的密码

=CODE1;

=CODE2;

=CODE3;

=CODE4;

THEN--开锁后显示零

ELSIFZISUO='

THEN--按住KEY6设置密码，此时必须是开锁状态

IFPASSWORD1<

9THENPASSWORD1<

=PASSWORD1+1;

ELSEPASSWORD1<

THEN

IFPASSWORD2<

9THENPASSWORD2<

=PASSWORD2+1;

ELSEPASSWORD2<

IFPASSWORD3<

9THENPASSWORD3<

=PASSWORD3+1;

ELSEPASSWORD3<

IFPASSWORD4<

9THENPASSWORD4<

=PASSWORD4+1;

ELSEPASSWORD4<

EndIF;

ENDPROCESS;

PROCESS（CLK,key5,key7）

BEGIN

IFCLK'

EVENTANDCLK='

IFKEY5='

ANDZISUO='

IFPASSWORD1=CODE1ANDPASSWORD2=CODE2ANDPASSWORD3=CODE3ANDPASSWORD4=CODE4

THENKAI<

--按下开锁键后，如果密码正确，开锁

ELSEKAI<

IFKAI='

LED_G<

LED_R<

--开锁后红灯灭绿灯亮，否则红灯亮绿灯灭

ELSELED_G<

IFKEY7='

THEN--关锁按钮按下后关锁

KAI<

;

LED_G<

PROCESS（CLK,KEY1,KEY8）

IF（KEY1'

FLAG<

THEN--按下第一个按键时置位标志位FLAG,开始计时

IF（FLAG='

IFZISUO='

IFJISHI5<

5THENJISHI5<

=JISHI5+1;

ELSEJISHI5<

IF（JISHI5=5ANDKAI='

）THEN--如果5秒后未开锁则进入自锁状态

ZISUO<

1