基于VHDL的电子密码锁Word文档格式.docx

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（4）密码修改：

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：

KEY5按下一次，外部输入置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由于程序稍显庞大，故采取分层次设计的方法，顶层采用画图法设计，底层采用VHDL语言进行设计。

顶层电路图如图1所示

图1

Xiao_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底层设计

a）由于按键为机械按键，故按下一次会产生多次脉冲，当产生第一次下降沿的时候延时一段时间后，再继续检测是否有下降沿产生。

主体程序如下：

b）数码管译码显示进程：

将0至9的4位矢量型数字转化为相应8位数码管显示数字

c）电子密码锁控制电路：

i.数码管位置选择进程：

当数码管位置选择时钟到来时，数码管显示位左移一位，利用人眼的视觉余辉效果，产生4位数码管同时点亮的效果。

ii.数码管位置选择时钟信号发生进程：

将系统时钟分频，产生500HZ占空比为1:

1的方波，用于控制数码管位置选择。

iii.整型密码转化为矢量型密码，位选选择进程：

利用CASE语句将不同位置的密码值显示在相应的数码管上。

iv.外部输入密码变更进程：

当KEY1按下时外部输入密码加1，并在数码管上显示出来，数字从1至9循环；

后半部分为当清屏信号到来时，外部输入密码置0。

v.按键位置选择进程：

KEY2按下时数码管位置选择端左移一位，后半部分为当清屏信号到来时，位置置0。

vi.密码设置，重置进程：

当密码连续正确两次后，按下KEY4键，将现在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，恢复出厂设置进程：

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清除程序，用于清除产生的清屏与恢复出厂设置信号。

viii.密码比较进程：

比较当前输入密码与部密码的值，如相同则LED长亮，如不同则LED暗，如连续3次输入错误密码则LED闪烁报警。

ix.LED闪烁脉冲发生进程：

用于产生LED闪烁所需方波脉冲

四、仿真/实验结果

1.密码正确：

2.密码错误：

3.清屏：

五、结论或分析

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按下后外部输入密码加1；

2.S4：

KEY2按下后输入选择位置左移一位；

3.S3：

KEY3按下后比较输入密码与部密码；

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;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

useieee.std_logic_arith.all;

entitymainis

port（key1,key2,key3,key4,key5:

instd_logic;

clk:

num_shuma:

outstd_logic_vector（3downto0）;

set_shuma:

outstd_logic_vector（3downto0）;

led:

outstd_logic:

='

0'

;

sel:

outstd_logic）;

endentitymain;

architecturelockofmainis

signaltemp_1,temp_led,temp_shuma,reset_all,reset_mima

temp_reset,key1_clear,key2_clear,key3_clear,key4_clear:

std_logic;

signalbit_one_in:

integerrange0to9:

=1;

--insideofnumber

signalbit_two_in:

=2;

signalbit_three_in:

=3;

signalbit_four_in:

=4;

signalshow_shuma_location:

std_logic_vector（1downto0）;

--locationofshuma

signalbit_one_out,bit_two_out,bit_three_out,bit_four_out:

integerrange0to9;

--outsideofnumber

signallocation:

--insidelocationofnumber

signalnumber_led:

integerrange0to5000000;

signalnumber_shuma:

integerrange0to50000;

signalnumber_error:

integerrange0to3;

signaltwice:

integerrange0to2;

signalclear_num:

begin

show_location_set:

process（temp_shuma）--thelocationofshuma_guan

begin

if（temp_shuma'

eventandtemp_shuma='

1'

）then

show_shuma_location<

=show_shuma_location+1;

endif;

endprocess;

show_shuma:

process（clk）--thenumberofshuma_guan

caseshow_shuma_locationis

when"

00"

=>

num_shuma<

=conv_std_logic_vector（bit_one_out,4）;

set_shuma<

="

1110"

01"

=conv_std_logic_vector（bit_two_out,4）;

1101"

10"

=conv_std_logic_vector（bit_three_out,4）;

1011"

11"

=conv_std_logic_vector（bit_four_out,4）;

0111"

endcase;

if（reset_all='

num_shuma<

0000"

--xianshizhi0

endif;

shuma_200:

process（clk）--usetodelaylocationset

if（clk'

eventandclk='

if（number_shuma=50000）then

number_shuma<

=0;

temp_shuma<

=nottemp_shuma;

elsenumber_shuma<

=number_shuma+1;

endprocessshuma_200;

add_outside:

process（clk,reset_all）--key1addnum

if（key1'

eventandkey1='

key1_clear<

caselocationis

when"

bit_one_out<

=bit_one_out+1;

if（bit_one_out=9）thenbit_one_out<

endif;

bit_two_out<

=bit_two_out+1;

if（bit_two_out=9）thenbit_two_out<

bit_three_out<

=bit_three_out+1;

if（bit_three_out=9）thenbit_three_out<

bit_four_out<

=bit_four_out+1;

if（bit_four_out=9）thenbit_four_out<

endcase;

if（clear_num=0）thenkey1_clear<

if（reset_all='

bit_one_out<

bit_two_out<

bit_three_out<

bit_four_out<

endprocessadd_outside;

location_set:

process（clk,reset_all）--key2location_set

if（key2'

eventandkey2='

--led<

key2_clear<

location<

=location+1;

if（clear_num=0）thenkey2_clear<

set_mima:

process（clk,clear_num）--key4setmima

if（twice=2）then

if（key4'

eventandkey4='

key4_clear<

bit_one_in<

=bit_one_out;

bit_two_in<

=bit_two_out;

bit_three_in<

=bit_three_out;

bit_four_in<

=bit_four_out;

if（clear_num=0）thenkey4_clear<

if（clear_num=3）then

bit_one_in<

bit_two_in<

bit_three_in<

bit_four_in<

reset:

process（clk,temp_reset,key1_clear,key2_clear,key3_clear,key4_clear）--key5clearandreset

if（key5'

eventandkey5='

reset_all<

if（clear_num=3）then

clear_num<

elseclear_num<

=clear_num+1;

if（location="

andbit_one_out=0andbit_two_out=0andbit_three_out=0andbit_four_out=0）then

reset_all<

if（temp_reset='

if（key1_clear='

orkey2_clear='

orkey3_clear='

orkey4_clear='

）then--ifotherkeyclearnum

clear_num<

compare:

process（clk,reset_all）--key3compare

if（key3'

eventandkey3='

key3_clear<

if（bit_one_in=bit_one_outandbit_two_in=bit_two_outand

bit_three_in=bit_three_outandbit_four_in=bit_four_out）then

led<

temp_1<

temp_reset<

number_error<

if（twice=2）then

twice<

=twice;

else

=twice+1;

else

twice<

if（number_error=3）then

number_error<

temp_1<

else

=number_error+1;

led<

if（clear_num=0）thenkey3_clear<

andbit_one_out=0andbit_two_out=0andbit_three_out=0andbit_four_out=0）then--cleartongxin

temp_reset<

if（temp_1='

led<

=temp_led;

endprocesscompare;

one_second:

process（clk）

if（number_led=5000000）then

number_led<

temp_led<

=nottemp_led;

elsenumber_led<

=number_led+1;

endprocessone_second;

endarchitecturelock;

2.消抖源程序

entityxiao_douis

port（clk:

instd_logic;

din:

dout:

outstd_logic）;

endentityxiao_dou;

architectureaofxiao_douis

signalnum:

integerrange0to1000000;

signaltemp_10,temp,temp1:

std_logic;

if（din='

if（num=1000000）thennum<

=num;

elsenum<

=num+1;

if（num=999999）thendout<

elsedout<

elsenum<

endarchitecturea;

3.译码源程序

entityyimais

port（yuanma:

instd_logic_vector（3downto0）;

shuma:

outstd_logic_vector（7downto0））;

endentityyima;

architectureaofyimais

process（yuanma）is

caseyuanmais

when"

shuma<

00000011"

0001"

10011111"

0010"

00100101"

0011"

00001101"

0100"

10011001"

0101"

01001001"

0110"

01000001"

00011111"

1000"

00000001"

1001"

00011001"

whenothers=>

endarchitecturea;