VHDL四位密码锁课程设计EDAWord格式.docx

VHDL四位密码锁课程设计EDAWord格式.docx

《VHDL四位密码锁课程设计EDAWord格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《VHDL四位密码锁课程设计EDAWord格式.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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。

注意：

用两个按键实现密码输入，Key1选择输入的是第几位密码，KEY2输入密码数字。

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。

设计思路：

设计密码锁时，采用自顶向下的设计方法。

将整个系统分成几个子模块：

输入输出模块，控制模块，按键设置模块和60s计时器模块。

控制模块是整个程序的主要部分，采用状态循环的办法，以用户每按下一次按键为计量单位，划分状态，以实现各种功能。

60s计时器模块是完成60s没有按键则返回等待状态这一功能的主要模块。

这个模块的核心思想是一个变量numtime计数。

变量numtime的初始值为0，在无报警为开锁的情况下，时钟每秒发出一个上升沿信号，计数一次，如有按键则numtime清零，否则计数到60即“111100”则返回信号back变为1，返回等待状态。

按键设置模块是将各种功能按键用高低电平赋值，便于调用。

实验设计程序如下：

libraryIEEE;

useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;

useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

----Uncommentthefollowinglibrarydeclarationifinstantiating

----anyXilinxprimitivesinthiscode.

--libraryUNISIM;

--useUNISIM.VComponents.all;

entitylockis

PORT（

clk,user,admin,clear,enter,chgcode,res,numenter,number:

INSTD_LOGIC;

openlock:

bufferstd_logic;

alarming,model:

OUTSTD_LOGIC;

shuma2,shuma1,shuma0:

outstd_logic_vector（6downto0）

）;

endlock;

architectureBehavioraloflockis

TYPESTATESIS（sw,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7）;

SIGNALstate:

STATES;

SIGNALone_key,code0,code1,code2:

STD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;

SIGNALuser_code,admin_code:

STD_LOGIC_VECTOR（11DOWNTO0）;

SIGNALtemp_code,old_code:

SIGNALkey:

std_logic_vector（3downto0）;

signalalarm,ifnum,s_model,chg_c,c_ua:

std_logic;

signalk:

begin

temp_code<

=code2&

code1&

code0;

model<

=s_model;

alarming<

=alarm;

main:

PROCESS（res,admin,user,clear,chgcode,number,numenter,enter）

variablen,m:

std_logic_vector（1downto0）:

="

00"

;

variablenew1_code,new2_code:

std_logic_vector（11downto0）;

BEGIN

if（res='

1'

）then

state<

=s1;

--出厂状态

user_code<

001000010001"

--211

admin_code<

001000010000"

--210

n:

s_model<

='

0'

c_ua<

chg_c<

K<

0000"

openlock<

alarm<

shuma2<

0000000"

shuma1<

shuma0<

ifnum<

else

if（number='

k<

=k+1;

Elsifnumenter='

then

ifnum<

Endif;

casestateis

whens1=>

if（admin='

andchg_c='

）then

elsif（user='

andalarm='

）then

elsif（ifnum='

）then

code2<

=k;

CASEkIS

WHEN"

=>

shuma2<

0111111"

WHEN"

0001"

shuma2<

0000110"

0010"

1011011"

0011"

1001111"

0100"

1100110"

0101"

1101101"

0110"

1111101"

0111"

0000111"

1000"

1111111"

1001"

1101111"

WHENOTHERS=>

ENDCASE;

state<

=s2;

andc_ua='

old_code<

=user_code;

ifnum<

CASEkIS

k<

state<

ands_model='

ifnum<

CASEkIS

=admin_code;

elsif（clear='

）then--clear

endif;

whens2=>

if（user='

）then--user

elsif（admin='

）then--admin

elsif（ifnum='

）then

code1<

shuma1<

shuma1<

=s3;

elsif（clear='

whens3=>

if（user='

code0<

shuma0<

=s4;

elsif（clear='

whens4=>

if（enter='

）then--enter

=s5;

elsif（enter='

andm="

if（old_code=temp_code）then

m:

01"

elsestate<

=sw;

elsif（enter='

new1_code:

=temp_code;

10"

new2_code:

if（new1_code=new2_codeandc_ua='

user_code<

=new2_code;

elsif（new1_code=new2_codeandc_ua='

）then

elsif（new1_code/=new2_code）then

whens5=>

if（s_model='

andtemp_code=user_code）then

=s6;

elsif（s_model='

andtemp_code/=user_code）then

=n+1;

ifn="

11"

state<

else

andtemp_code=admin_code）then

elsif（s_model='

andtemp_code/=admin_code）then

whens6=>

if（enter='

）then--enter

）then--clear

elsif（chgcode='

=s7;

whens7=>

if（user='

elsif（admin='

whensw=>

shuma2<

endcase;

ENDif;

ENDPROCESSmain;

endBehavioral;

创建测试平台仿真结果：

一：

输入密码，期间有清除，并且密码输入正确。

仿真波形图如下：

二：

在管理员状态下输入密码，之后切换到用户状态，输入三次，最后输入密码正确，开锁。

三：

输入密码错误三次，拉起警报。

管理员状态下，管理员输入正确密码解除警报。

四：

输入密码一次，密码错误，切换到管理员状态。

实验小结

这次的实习，让我学到了掌握了很多EDA的知识，这两周的实习我通过复习跟大量的查询，终于完成了这次课程的设计，让我对以前所学专业知识不足的地方有了进一步的掌握改正，让我对这门专业有了更深的理解。

这次的EDA实习任务是编写密码锁的程序并且下载在硬件实现密码锁功能，这次实习任务是我大学以来做过的最难的。

在编写密码锁程序时，有很多的难点。

一：

密码锁的功能复杂，编写程序容易混乱;

二：

硬件要去实验程序中只可以设置八个按键；

三：

题目要求用两个按键实现密码输入，一个按键控制选择输入的是第几位密码，另一位按键控制输入密码。

经过与同学以及老师的讨论，采取以下方法解决问题。

将整个系统分成输入输出模块，控制模块，按键设置模块和60s计时器模块来解决功能复杂导致的程序逻辑关系不清的问题；

将确认键和enter键合并，切换键与user键合并解决按键不足的问题：

采用计数法实现