并行密码锁

大连理工大学本科实验报告题目：并行密码锁设计课程名称：数字电路课程设计学院（系）：专业：班级：学生姓名：学号：完成日期： 2012年11月10日成绩：2012 年 11 月 10 日1 设计要求：设计一个并行数字锁，并验证其操作。

具体要求如下： (1)、开锁代码为二进制数，密码位数可调。

(2)、开锁时，如果输入密码与系统内部密码相同，则开锁指示灯亮起，并且执行开锁功能。

如果密码错误，则系统进入错误状态，同时蜂鸣器发出报警信号，报警指示灯亮。

(3)、开锁密码是可调的，且预置方便，保密性好。

（本设计初始密码为“00000000”）(4)、同时还设置了个门铃附加功能，报警器可以兼作门铃用，门铃响的频率的时间都是可调的。

2 设计分析及系统方案设计：系统的总体框图如下：按键输入八位并行信号与已储存的八位密码并行信号通过比较器进行比较，将比较结果信号发送至锁体与报警器，同时报警器也接受命令型号，两种功能可进行选择。

锁体报警器密码存储 开锁输入比较电路 门铃输入图6-2 电子密码锁原理框图系统的硬件电路设计CLK GREENRESET REDSW[0-7] SOUNDPUSH LIGHT CSCHOOSE50MHz 脉冲主要功能：①当功能选择端（SW[11]='0')选择门铃功能时，按下门铃按键，门铃响七秒（这里用LEDR[0]当做门铃）。

②当功能选择端（SW[11]='1')选择密码锁功能时，可进行密码识别，密码修改，系统复位功能。

如果密码修改端（SW[13])为低电平时，进入密码锁功能，如果密码输入正确，按下确认键（SW[12]），则开锁成功指示灯亮（LEDG[1]), 如果密码输入错误，按下确认键（SW[12]），则报警灯亮（LEDR[1]）和报警器（LEDR[0])发出警报,且报警器为亮十秒灭三秒交替出现。

只有按下复位键（SW[10]),方可停止报警，重新回到等待密码输入进程。

③当功能选择端（SW[11]='1')选择密码锁功能时，并且密码修改端（SW[13])为高电平时，进入密码修改功能，输入八位并行密码（SW[7--0]，并按下确认键(SW[12])，如果和内部密码一致，则修改密码指示灯（LEDG[0]）亮，这时可以修改密码，修改完成后将确认键(SW[12])置低电平，同时密码修改成功。

如果输入密码不正确，修改密码指示灯（LEDG[0]）不亮。

④使能端EN（SW[9]）相当于整个系统的开关，高电平有效。

3系统以及模块硬件电路设计（1）分频器模块：为系统提供周期为一秒的时钟信号（2）修改密码模块：当选择修改密码功能时，读入八位并行二进制密码，并与输入密码比较，判断是否一致，如果一致就执行密码修改，如果不一致，则不执行。

（3）输入模块：当选择密码锁功能时，读入八位并行二进制密码，并在与输入密码比较时输出指示灯信号。

当选择门铃功能时，根据门铃按钮输入，输出门铃信号。

（4）门铃模块：当门铃信号有效时，门铃工作七秒。

（5）密码输出模块：根据执行密码锁功能时输出的指示灯信号，将指示灯信号处理成具有一定规律的周期信号。

（6）输出模块：接受指示灯信号，并将指示灯信号送到输出上，即送到指示灯上。

接口名称类型信号名引脚号说明使能端输入EN SW[9]使能端，高电平有效复位端输入reset SW[10]复位键，高电平有效密码修改端输入CS SW[13]为高电平时，密码锁进入修改密码状态功能选择端输入choose SW[11]高电平时为密码开锁状态，低电平为门铃状态。

确定键输入sure SW[12]密码输入之后确认，高电平有效4 系统的VHDL 设计library ieee; （程序代码172行） use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity work1 isport (clk: in std_logic; --时钟输入 CLOCK_50 reset: in std_logic; --复位输入 SW[10] choose: in std_logic; --功能选择输入SW[11] EN: in std_logic; --使能端 SW[9] sure: in std_logic; --确认按键 SW[12] push: in std_logic; --门铃按键 KEY[3] CS: in std_logic; --修改密码 SW[13] input: in std_logic_vector(7 downto 0); --八位二进制密码输入 SW[0-7] sound: out std_logic; --报警器输出 LEDR[0] light: out std_logic; --可以修改密码 指示灯 LEDG[0] red: out std_logic; --红灯 既报警灯 LEDR[1] green: out std_logic --绿灯 既成功开锁等 LEDG[1]时钟端 输入 clk CLOCK_50 时钟输入端50M HZ 输入密码0~7端 输入 input SW[0-7] 密码输入端，八位并行输入 门铃按键端 输入 push KEY[3] 门铃按钮，低电平有效 报警器和门铃 输出 soundLEDR[0] 兼做报警器和门铃，高电平有效可以修改密码指示灯 输出 lightLEDG[0]执行修改密码功能时，若输入密码正确，输出高电平报警指示灯 输出 red LEDR[1] 执行开锁功能时，密码错误时，指示灯亮 开锁指示灯 输出greenLEDG[1]开锁成功时，指示灯亮);end;architecture keshe of work1 issignal secret: std_logic_vector(7 downto 0):="00000000"; --内部保存的密码signal num1: integer :=7 ; --时钟计数器一signal num2: integer :=10; --始终计数器二signal num3: integer :=3; --始终计数器三signal success: std_logic; --密码匹配成功标志signal open2: std_logic; --门铃信号signal sound1: std_logic; --报警器信号signal between: std_logic; --中转信号signal sound2: std_logic; --门铃响起信号signal red1: std_logic; --红灯信号signal betgreen: std_logic; --绿灯中转信号signal green1: std_logic; --绿灯信号signal clk00:std_logic; --分频时钟信号signal z:integer range 0 to 49999999; --integer 整数赋值beginprocess(clk)--分频processbeginif clk'event and clk='1' thenif z=49999999 then clk00<='1';z<=0; --分成周期为一秒的时钟else z<=z+1;clk00<='0';end if;end if;end process;process(EN,clk,cs) --修改密码进程beginif(clk'event and clk='1') thenif EN='1' thenif CS='1' thenif sure='1' thenif success='1' thensecret<=input;elseif(secret=input) then --如果密码匹配成功success<='1'success<='1';secret<=input;betgreen<='0';elsesuccess<='0';end if;end if;elsesuccess<='0';end if;elsesuccess<='0';end if;elsesuccess<='0';end if;end if;end process;process(EN,clk,reset,CS,choose) --输入进程beginif EN='1' thenif reset='1' thensound1<='0';red1<='0';green1<='0';elseif (clk'event and clk='1') thenif CS='0' thenif choose='1' thenif sure='1' thenif(input=secret) then --密码锁功能green1<='1';red1<='0';elsegreen1<='0';red1<='1';end if;end if;elseif(push='0') then --门铃功能open2<='1';elseopen2<='0';end if;end if;end if;end if;end if;elsesound1<='0';red1<='0';green1<='0';end if;end process;process(EN,clk00,sound2,choose,num1) --门铃进程beginif choose='0' thenif (clk00'event and clk00='1') thenif open2='1' then --门铃输出计时可重复触发num1<=0;if num1=7 then sound2<='0';elsenum1<=num1+1;sound2<='1';end if;elseif num1=7 then sound2<='0';--门铃响7秒elsenum1<=num1+1;sound2<='1';end if;end if;end if;end if;end process;process(EN,clk00,between,choose,num2,num3)--密码器输出进程beginif choose='1' thenif red1='1' thenif(clk00'event and clk00='1') thenif num2=10 then --密码错误时报警器信号变成有规律的周期信号if num3=3 thennum3<=0;num2<=0;between<='1';elsenum3<=num3+1;between<='0';end if;else num2<=num2+1;num3<=0;between<='1'; --报警信号亮10秒灭3send if;end if;end if;end if;end process;process(clk,sound1,sound2,red1,green1) --输出进程输出所有指示灯信号beginif EN='1' thenif (clk'event and clk='1') thenlight<=success; --修改密码匹配信号if CS ='1' thengreen<=betgreen;elsered<=red1;green<=green1; --密码输入正确与否判断对应灯if(choose='1') thenif reset='1' thensound<=sound1;elseif red1='1' thensound<=between;elsesound<='0';end if;end if;elsesound<=sound2;end if;end if;end if;elsesound<=sound1;red<=red1;green<=green1;end if;end process;end;5 结论以及结果说明系统运行硬件环境为cyclone 2 开发板，软件运行环境为Quartus2。