电子密码锁设计

河南科技大学

课程设计说明书

课程名称EDA课程设计

题目电子密码锁设计

学院电子信息工程学院

班级电信科074班

学生姓名马保林

指导教师宋萧

日期2010年9月22日

课程设计任务书

课程设计名称EDA课程设计学生姓名马保林专业班级电信科074班设计题目电子密码锁设计

一、课程设计目的

1、综合运用EDA技术，独立完成一个课题的设计，考察运用所学知识，解决实际问题

的能力；

2、结合理论知识，考察阅读参考资料、文献、手册的能力；

3、进一步熟悉EDA技术的开发流程，掌握文件编辑、编译、仿真、下载验证等环节的

实现方法和应用技巧；

4、锻炼撰写研究报告、研究论文的能力；

5、通过本实践环节，培养科学和严谨的工作作风。

二、设计内容、技术条件和要求

1、设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工

作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；

2、在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位二进制代码，当开锁按钮开关的输入代

码等于储存代码时，开锁；

3、从第一个按钮触动后的30秒内若未将锁打开，则电路长报警30S，若输入密码错误

1或2次，则每次短报警5S，若输错三次密码则长报警。

三、时间进度安排

1周：(1) 完成设计准备，确定实施方案；(2) 完成电路文件的输入和编译；(4) 完成功能仿真。

2周：(1) 完成文件至器件的下载，并进行硬件验证；(2) 撰写设计说明书。

四、主要参考文献

(1)谭会生、瞿遂春，《EDA技术综合应用实例与分析》，西安电子科技大学出版社，2004

(2)高有堂，《EDA技术及应用实践》，清华大学出版社，2006

(3)亿特科技，CPLD/FPGA应用系统设计与产品开发》，人民邮电出版社，2005

(4)曹昕燕、周凤臣等，《EDA技术实验与课程设计》，清华大学出版社，2006

指导教师签字：2010年9月5日

一、设计思路

该电子密码锁的设计主要有两个模块组成：1）按键输入译码部分yima_count5_shift 和2）控制电路contra

结构图如下：

图1

其中key_in[0..4]是五个密码输入按键，在控制端s的控制下可以输入0~9十个数字。Change用于修改密码，在电锁打开状态下，按下change可以对密码锁的密码进行修改；在电锁未打开，输入密码时候按一下change键可以对已输入的密码清零，重新输入密码。当输完密码后按下ok键，密码输入到电锁内部。稍后，会将已输入的密码进行清零。

Ff是报警信号，当按下第一个密码输入按键后，五秒内电锁未打开，则输出256hz 报警信号驱动蜂鸣器报警，并且红灯闪烁，均持续20s；若五秒内密码输入正确，电锁打开，则输出128hz的提示信号，告诉用户电锁已打开，并且绿灯亮红灯灭。提示信号持续20s，电锁打开时间为60s，超过60s后，电锁自动上锁，红灯亮，绿灯灭。

输入密码和修改密码时，输入的数字都会在数码管上显示，当输入完毕按下ok确认后，数码管清零，不再显示。

二、各部分的详细说明以及功能介绍

1、按键输入译码部分yima_count5_shift

主要功能是，识别密码按键的输入，并将输入码译为对应的BCD码，同时进行移位操作，内部置有串行输入并行输出移位寄存器，每输入一位密码，就将其译为BCD 并在数码管上输出，同时输出给控制部分contra。再次按下密码输入按键后，数码左移，直到四位密码全部输入。有计数器控制，只能允许输入四位密码，超过密码长度的输入，既不显示也不移位。

该部分的电路主要有yima，count5和shift三部分以及逻辑门组成，结构图如下：

图2

1）5进制计数器count5

主要功能是记录按键的次数，用于控制密码个数的输入。计数器开始值为0，驱动信号cp为key_in[0..4]五个按键信号相或得到，五个按键中任意一个按下，cp就为'1'否则为'0'。当rst清零信号为'1'时计数器清零，否则，计数器在cp的上升沿，计数。当计数器的值不为0时，c_out置为'1'，其余为'0'；当计数器记到4时，不再增加，且oc置为'0'，其余oc为'1'。

部分程序如下：count5.vhd

architecture one of count5 is

signal cnt:natural range 0 to 5:=0;

begin

process(cp,rst)

begin

if rst='1' then cnt<=0;

elsif cp'event and cp='1' then

if cnt=4 then cnt<=4;

else cnt<=cnt+1;

end if;

end if;

end process;

process(cnt,rst)

begin

if rst='1' then oc<='1';c_out<='0';

else

if cnt=4 then oc<='0';else oc<='1';end if;

if cnt=0 then c_out<='0'; else c_out<='1';end if;

end if;

end process;

end;

2）译码器yima

译码器的主要功能是，将key_in[0..4]和s六个按键的输入识别并转换为对应的数字的BCD码。

Key_in[0..4]五个按键每一按键输入代表两个数字，译码结果由s选择，按键s按下后为'1'，不按下时为'0'。当s='0'时，按键输入的数字由key_in(0)到key_in(4)分别代表0到4（BCD码为0000,0001,0010,0011,0100）；当s='1'时，代表5到9（BCD码为0101,0110,0111,1000,1001）。

部分程序如下yima.vhd

architecture yima of yima is

signal tmp :std_logic_vector(3 downto 0);

begin