八位二进制数字密码锁

EDA课程设计报告书
题目：八位二进制数字密码锁
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班级：12级通信1
学号: **********
目录
一、摘要............................................................................................................ 错误!未定义书签。

二、引言............................................................................................................ 错误!未定义书签。

三．总体设计原理与内容 (2)
1.设计要求 (2)
2.设计方案 (2)
四．单元电路设计 (3)
五．软件设计 (5)
六．系统测试 (6)
（1）仿真波形 (6)
（2）数据分析 (6)
七、设计总结 (7)
八、参考文献 (8)
一、摘要:
数字控制的电子密码锁已经广泛应用在办公室、公司、宾馆、小区住宅等场所。

EDA技术的应用引起了电子产品系统开发的革命性变革。

利用先进的EDA工具，基于硬件描述语言，可以进行系统级数字逻辑电路的设计。

本文简述了VHDL语言的功能及其特点，并以8位串行数字锁设计为例，介绍了在QUARTUS II 7.2开发软件下，利用VHDL硬件描述语言设计数字逻辑电路的过程和方法。

二、引言：
电子密码锁系统主要由电子锁体、电子密匙等部分组成，一把电子密匙里能存放多组开锁密码，用户在使用过程中能够随时修改开锁密码，更新或配制钥匙里开锁密码。

一把电子锁可配制多把钥匙。

语音方面的广泛应用，使得具有语音播放的电子密码锁使用起来更加方便。

语音密码锁的体积小、保密性能好、使用方便，是用在保险箱、电话或是房门上不可少的部分。

数字集成技术和电子设计自动化(E1ectronic Design Automation，EDA)技术的发展迅速，数字系统设计的理论和方法也在相应地变化和发展着。

应用可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)实现数字系统的设计，是目前利用EDA技术设计数字系统的潮流。

利用基于EDA技术的设计方法，设计者只需对系统功能进行描述，就可在EDA工具的帮助下完成系统设计。

这种设计方法以数字系统设计软件为工具，将测试码或测试序列测试验证后，将系统实
现在PLD芯片或专业集成电路上，这样最大程度地缩短了设计和开发时间，降低了成本，提高了系统的可靠性。

本文详细介绍了基于EDA 技术数字密码锁的设计过程。

三、总体设计原理与内容
1．设计要求
要求：8位二进制密码，串行输入；有开锁和错误指示（LED）。

编写模块的Verilog HDL语言的设计程序
在Quartus II 软件或其他EDA软件上完成设计和仿真
2．系统设计方案
方案1：用八个按钮作为输入，每个按钮输入一个二进制代码，
当八个按钮全部输入完成时，系统判断密码是否正确，如果正
确，将有led灯亮表示输入正确。

方案2：用一个按钮作为二进制代码的输入，再设计一个输入
set键用来输入按钮所表示的二级制代码，共输入八次，待密
码完全输入后判断密码是否正确，如果正确，led灯亮。

因为试验箱没有那么多按钮，最后决定按第二种方案设计电路。

四、单元电路设计
八位一位寄存器：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY ywjcq IS
PORT(CLK ,DIN: IN STD_LOGIC;
DOUT: OUT STD_LOGIC);
END ywjcq;
ARCHITECTURE bhv OF ywjcq IS
SIGNAL REG : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BEGIN
PROCESS(CLK) BEGIN
IF CLK'EVENT AND CLK ='1' THEN
REG(6 DOWNTO 0)<=REG(7 DOWNTO 1); REG(7)<=DIN;
END IF;
END PROCESS;
PROCESS(REG) BEGIN
IF REG= "11100101" THEN
DOUT<='1';
ELSE DOUT<='0';
END IF;
END PROCESS;
END ARCHITECTURE bhv;
五、软件设计
电路原理图如下：
六、系统测试（1）仿真波形：
（2）数据分析
由仿真可以得知，在输入与预置密码相同的二进制代码是，会输出高电平，使led灯亮，符合设计要求。

七、设计总结
1、设计过程中遇到的问题及解决方法
在此次设计中，我自己的动手能力有了显著的提高。

在软仿的时候一切都比较顺利，但硬仿的时候，却发现有一个不该报警的地方报警了，看程序也没错误，波形也没错误，刚开始怎么也找不出问题，后来我们感觉应该还是程序的问题，便从程序入手，在程序中又强调了一下，报警条件，结果硬仿正确了。

所以说，实验就要不断的尝试，VHDL是一门语言，语言有些时候不仅仅是语法这么简单，只有在不断地调试中才能取得成功。

在本次设计中，其实我们做了两种方案。

第二种方案没有详细提及，该方案采用的时动态扫描。

做完第一种方案之后，我们又进行了第二种方案的仿真，在硬仿时发现数码管不能正确显示，出现了乱码现象。

这让我们很是费解，软仿没有错误，试验箱也不可能有问题，这是什么原因呢？我们思索了很久，也做了许多尝试，都没有成功。

后来忽然间看到模式指示数码管旁边有一个短路帽，这让我哦联想到电路实验中短路帽的转换，所以，我把短路帽从上方拿到了下方，结果就正确显示了。

还有一次，同学的显示怎么都成功不了，按了开始就变为0，完全看不到变化现象，我看了程序感觉没错，就觉得是不是时钟设置的问题，我把它的时钟频率调小之后，发现果真正确显示了。

2，设计体会
为期一周的EDA课程设计就要结束了，在这一周的实训中，我收获颇丰。

在此次课程设计之前我对QUARTUS软件已经有了接触，但却没有很深的了解。

在此次课程设计时我将梁老师上课的内容在复习理解的基础上有了深刻的理解，对VHDL语言也有了更加熟悉的认知。

更重要的是对实验箱的功能及应用更熟练了。

本次课程设计是运用VHDL语言将模拟电子技术基础和数字电子技术基础以及电工电子技术的内容相结合，在此次设计的过程中发现了自己对理论知识认识的不
足还有在动手操作方面还欠缺锻炼，因此我在此次课程设计的时候加深对老师所教的内容进一步复习，并且在上机练习的时候我就更加加强了对实践的重视。

通过这次课程设计我还知道了在学习这条道路上我们不断要加强学习，还要有坚持不懈的学习精神。

要将理论知识与实践相结合，要用理论指导实践，用实践来验证理论，让我们学于所用。

在这次设计中，我学到了很多东西，尝试到了成功的喜悦，但也有不足的地方，时钟有一点延时，虽然不影响效果，但若能考虑到延时问题，这样既会让所设计的器件的功能更加完善。

报警采用的是光电报警，但若能再加上声报警就更完美了。

此次课程设计中我还更加体会到合作的重要性，要有协助精神，这样我们才能事半功倍！这次设计比较成功，但是由于时间关系，还是有一些做的不够好的地方。

这次设计中得到了老师及同学们的大力帮助，在此衷心的感谢大家的指导与批评。

八、参考文献
[1]《数字电子技术基础》阎石主编高等教育出版社
[2] 《EDA技术与VHDL》[ M ]清华大学出版社,
[3] 康华光主编.《电子技术基础》（模拟部分）.第四版.北京：高等教育出版社，2001
[4] 乔庐峰王志功《 VHDL数字电路设计教程》电子工业出版社。

2005
[5] 网络资源计数器百度文库。