数字逻辑系统课程设计报告 1.docx
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数字逻辑系统课程设计报告1
数字逻辑系统课程设计报告
课题：
电子密码锁
专业：
电子信息工程技术
班级：
B1311
学号：
21311060104
姓名：
李文翔
设计时间：
2015年3月23日-27日
评定成绩：
指导教师：
目录
一、设计内容与要求………………………………………
1.设计内容………………………………………………
2.设计要求………………………………………………
二、方案设计
1.程序与仿真波形………………………………………
2.顶层仿真模块原理图…………………………………
三、实现与测试……………………………………………
四、分析与总结……………………………………………
参考文献………………………………………………
一.设计内容与要求
1、设计六位密码（每位均可以是0~9任意数字）的电子密码锁，用四个拨码开关（k1~k4）输入，并通过七段数码管显示输入密码。
2、密码验证：
按键设置验证开始，输入密码后,密码正确时开锁，绿灯亮，红灯灭，表示开锁成功；当密码输入错误时，绿灯灭，红灯亮，表示开锁失败。
3、密码更改：
密码验证正确后可以更改，并设置按键控制更改密码功能。
4、密码清除：
密码输入过程中可以清除，并重新输入。
5、初始密码：
预设初始密码为123456
二.方案设计
1.总体模块设计
通过拨码输入密码，送到密码校验电路，如果校验正确开锁，并执行显示在LED灯上，同时密码校验正确可以进行密码修改。
2.顶层文件设计
本设计采用EDA技术和VHDL语言设计了一种按键输入密码并数码管回显，当输入正确密码时轰动绿灯亮、红灯熄灭表示开锁，而当输入错误密码时，红灯亮、绿灯熄灭表示关锁。
根据系统设计要求，系统设计采用自顶向下的设计方法。
顶层设计采用原理图设计方式，系统的整体组装设计原理图如图2所示。
它由拨码输入、寄存器、密码比较和显示灯四个模块组成。
其顶层文件设计如图:
3.各功能模块的具体实现
（1）拨码输入模块
拨码输入模块包括设置密码并读取、输入密码、系统复位功能。
该模块中我们设置了6个按键，各个按键的功能分别为：
按键1、2、3、4分别对应4位二进制密码输入、键5为密码确认键、键6为系统复位和密码读取按键。
如图:
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
useieee.std_logic_arith.all;
entityais
port（k1,k2,k3,k4,k5:
instd_logic;
k_out:
outstd_logic_vector（3downto0）;
q:
bufferstd_logic_vector（2downto0））;
end;
architecturebhvofais
begin
process（k5）
begin
ifk5'eventandk5='1'then
ifq<"101"thenq<=q+'1';
elseq<="000";
endif;
k_out<=k1&k2&k3&k4;
endif;
endprocess;
endbhv;
（2）寄存器
用两个寄存器，每个寄存器存入6个二进制数，每个寄存器的输入和输出各6个。
b2寄存器为存入拨码输入的6个二进制数，b1寄存器为存入密码的6个二进制数，并在b1中加入初始密码
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityb1is
port（
d1,d2,d3,d4,d5,d6:
instd_logic_vector（3downto0）;
q:
instd_logic_vector（2downto0）;
q1,q2,q3,q4,q5,q6:
outstd_logic_vector（3downto0））;
end;
architecturebhvofb1is
signalqq1,qq2,qq3,qq4,qq5,qq6:
std_logic_vector（3downto0）;
begin
process（q）
begin
if
q<"101"then
qq1<="0001";
qq2<="0010";
qq3<="0011";
qq4<="0100";
qq5<="0101";
qq6<="0110";
qq1<=d1;
qq2<=d2;
qq3<=d3;
qq4<=d4;
qq5<=d5;
qq6<=d6;
endif;
endprocess;
q1<=qq1;
q2<=qq2;
q3<=qq3;
q4<=qq4;
q5<=qq5;
q6<=qq6;
endbhv;
b2寄存器
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
entityb2is
port（q:
instd_logic_vector（2downto0）;
d1,d2,d3,d4,d5,d6:
instd_logic_vector（3downto0）;
q1,q2,q3,q4,q5,q6:
outstd_logic_vector（3downto0））;
end;
architecturebhvofb2is
begin
process（q）
begin
ifq="000"thenq1<=d1;
elsifq="001"thenq2<=d2;
elsifq="010"thenq3<=d3;
elsifq="011"thenq4<=d4;
elsifq="100"thenq5<=d5;
elseq6<=d6;
endif;
endprocess;
endbhv;
（3）密码比较模块
把2个寄存器里的二进制数进行比较,如图
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entitycis
port（c1,c2,c3,c4,c5,c6:
instd_logic_vector（3downto0）;
m1,m2,m3,m4,m5,m6:
instd_logic_vector（3downto0）;
s_out:
outstd_logic）;
end;
architecturebhvofcis
begin
process（c1,m1,c2,m2,c3,m3,c4,m4,c5,m5,c6,m6）
begin
if
c1=m1then
if
c2=m2then
if
c3=m3then
if
c4=m4then
if
c5=m5then
if
c6=m6then
s_out<='1';
else
s_out<='0';
endif;
endif;
endif;
endif;
endif;
endif;
endprocess;
endbhv;
（4）显示模块
本设计要求输入正确密码时，绿灯亮、红灯熄灭；当输入错误密码时，5S后红灯亮绿灯灭
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
entityfis
port（s1,s2,s3,s4,s5,s6:
INSTD_LOGIC_vector（3downto0）;
q:
inSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
cout:
bufferstd_logic_vector（2downto0）;
dig:
bufferstd_logic_vector（5downto0）;
DEL:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0））;
end;
architectureoneoffis
begin
process（q）
begin
ifq<="000"then
cout<=cout+'1';
endif;
caseqis
when"000"=>DEL<=s1;
dig<="011111";
when"001"=>DEL<=s2;
dig<="101111";
when"010"=>DEL<=s3;
dig<="110111";
when"011"=>DEL<=s4;
dig<="111011";
when"100"=>DEL<=s5;
dig<="111101";
when"101"=>DEL<=s3;
dig<="111110";
whenothers=>null;
endcase;
endprocess;
endone;
LED七段数码管
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entitydis
port（keyin:
instd_logic_vector（3downto0）;
cout:
instd_logic_vector（2downto0）;
keyout:
outstd_logic_vector（6downto0））;
endd;
architectureoneofdis
begin
process（keyin）
begin
ifcout<"101"then
casekeyinis
when"0000"=>keyout<="1000000";
when"0001"=>keyout<="1111001";
when"0010"=>keyout<="0100100";
when"0011"=>keyout<="0110000";
when"0100"=>keyout<="0011001";
when"0101"=>keyout<="0010010";
when"0110"=>keyout<="0000010";
when"0111"=>keyout<="1111000";
when"1000"=>keyout<="0000000";
when"1001"=>keyout<="0010000";
whenothers=>keyout<=null;
endcase;
endif;
endprocess;
endone;
密码锁输入模块的仿真
三.分析与总结
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