eda課程設(shè)計(jì)—電子密碼鎖

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　1緒論3</b></p><p>　　1.1電子密碼鎖簡(jiǎn)介3</p><p>　　1.2電子密碼鎖的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)3</p>&l

2、t;p>　　1.3 EDA技術(shù)及VHDL語(yǔ)言4</p><p>　　2電子密碼鎖總體設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1總體設(shè)計(jì)方案6</p><p>　　2.2設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)述7</p><p>　　2.3整體組裝設(shè)計(jì)原理圖8</p><p>　　3單元模塊程序設(shè)計(jì)9</p><p&g

3、t;　　3.1 電子密碼鎖輸入模塊9</p><p>　　3.1.1輸入模塊程序9</p><p>　　3.1.2輸入模塊單元12</p><p>　　3.1.3輸入模塊仿真12</p><p>　　3.2電子密碼鎖系統(tǒng)控制模塊12</p><p>　　3.2.1 控制模塊程序13</p>

4、<p>　　3.2.2 控制模塊單元15</p><p>　　3.2.3 控制模塊仿真圖15</p><p>　　3.3電子密碼鎖系統(tǒng)顯示模塊16</p><p>　　3.3.1 顯示模塊程序16</p><p>　　3.3.2 顯示模塊單元17</p><p>　　3.3.3 顯示模塊仿真17&

5、lt;/p><p><b>　　4小結(jié)18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　電子密碼鎖設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著人們生活水平

6、的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題逐漸變的尤為突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單，故安全性能不容樂觀，同時(shí)電子技術(shù)的高速發(fā)展使得具有防盜報(bào)警等功能的電子密碼鎖代替密碼量少、安全性差的機(jī)械式密碼鎖已是必然趨勢(shì)。電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。目前設(shè)計(jì)密碼鎖的方法有很多，而用VHDL可以更加快速、靈活地設(shè)計(jì)出符合各種要求的密碼鎖，優(yōu)于其他設(shè)計(jì)方法。</p>

7、<p>　　關(guān)鍵字：家庭防盜 安全 電子密碼鎖 VHDL </p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1電子密碼鎖簡(jiǎn)介</p><p>　　電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品。

8、現(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機(jī)械鎖。其特點(diǎn)如下：保密性好，編碼量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖，隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零；密碼可變，用戶可以隨時(shí)更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因 人員的更替而使鎖的密級(jí)下降；誤碼輸入保護(hù)，當(dāng)輸入密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)；無活動(dòng)零件，不會(huì)磨損，壽命長(zhǎng)；使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖；電子密碼鎖操作簡(jiǎn)單易行，一學(xué)即會(huì)。</p>

9、<p>　　1.2電子密碼鎖的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　隨著生活水平的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，人們對(duì)安全的要求也就越來越高。鎖自古以來就是把守護(hù)門的鐵將軍，人們對(duì)它要求甚高，既要安全可靠的防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長(zhǎng)期以來研制的主題。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各類電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，電子密碼鎖就是其中之一。據(jù)有關(guān)資料介紹，電子密碼鎖的研究從20世紀(jì)30年代就開始了，在一些特殊場(chǎng)所早就

10、有所應(yīng)用。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼完成開鎖過程。研究這種鎖的初衷，就是為提高鎖的安全性。由于電子鎖的密鑰量（密碼量）極大，可以與機(jī)械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們攜帶金屬鑰匙的煩惱，而被越來越多的人所欣賞。電子鎖的種類繁多，例如數(shù)碼鎖，指紋鎖，磁卡鎖，IC卡鎖，生物鎖等。但較實(shí)用的還是按鍵式電子密碼鎖。20世紀(jì)80年代后，隨著電子鎖專用集成電路的出現(xiàn)，電子鎖的

11、體積縮小，可靠性提高，成本較高，是適合使用在安全性要求較高的場(chǎng)合，且需要有電源提供能量，使用還局限在一定范圍，難以普及，所以對(duì)它的研究一直沒有明顯進(jìn)展。目前，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，電子密碼鎖技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，種類齊全，電子密碼鎖已被廣泛應(yīng)用于智</p><p>　　1.3 EDA技術(shù)及VHDL語(yǔ)言</p><p>　　在電子設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，可編程邏輯器件(如PLD，GAL)的應(yīng)用，已有了很好的普及。這

12、些器件為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來極大的靈活性。由于這類器件可以通過軟件編程而對(duì)其硬件的結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，使得硬件的設(shè)計(jì)可以如同軟件設(shè)計(jì)那樣方便快捷。這一切極大地改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過程、乃至設(shè)計(jì)觀念。縱觀可編程邏輯器件的發(fā)展史，它在結(jié)構(gòu)原理、集成規(guī)模、下載方式、邏輯設(shè)計(jì)手段等方面的每一次進(jìn)步都為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的革命與發(fā)展提供了不可或缺的強(qiáng)大動(dòng)力。隨著可編程邏輯器件集成規(guī)模不斷擴(kuò)大，自身功能的不斷完善和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的

13、提高，在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的EDA便應(yīng)運(yùn)而生了。傳統(tǒng)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)模式，如利用卡諾圖的邏輯化簡(jiǎn)手段以及難懂的布爾方程表達(dá)方式和相應(yīng)的TTL或4000系列小規(guī)模集成芯片的堆砌技術(shù)正在迅速地退出歷史舞臺(tái)。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)是一種實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)或電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)的技術(shù)，它與電子技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，吸收了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的大多數(shù)最新研究成果，以高性能的計(jì)算機(jī)作為工作平臺(tái)，是20世紀(jì)90年代初從CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAM

14、(計(jì)算機(jī)輔助制造)、CAT(計(jì)算機(jī)輔助</p><p>　　2電子密碼鎖總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　如圖2.1 電子密碼鎖總體組成框圖</p><p>　　該電子密碼鎖可以分成三部分來設(shè)計(jì)，數(shù)字密碼輸入部分、密碼鎖控制電路和密碼鎖顯示電路。作為密碼鎖的輸入部分，可

15、供選擇的方案有數(shù)字機(jī)械式鍵盤和觸摸式數(shù)字鍵盤等多種?？紤]種種因素，建議本設(shè)計(jì)采用通用數(shù)字機(jī)械鍵盤。根據(jù)以上選定的輸入設(shè)備和顯示器件，并考慮到實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)字密碼鎖功能的具體要求，整個(gè)電子密碼鎖系統(tǒng)的總體組成框圖如圖2.1所示。</p><p>　　密碼鎖輸入電路包括時(shí)序產(chǎn)生電路、鍵盤掃描電路、鍵盤去抖動(dòng)電路、鍵盤譯碼電路等幾個(gè)小的功能電路。密碼鎖控制電路包括按鍵數(shù)據(jù)的緩沖存儲(chǔ)電路，密碼的清除、變更、存儲(chǔ)、激活電鎖電路

16、（寄存器清除信號(hào)發(fā)生電路），密碼核對(duì)（數(shù)值比較電路），解鎖電路(開/關(guān)門鎖電路)等幾個(gè)小的功能電路。</p><p>　　七段數(shù)碼管顯示電路主要將待顯示數(shù)據(jù)的BCD碼轉(zhuǎn)換成數(shù)碼器的七段顯示驅(qū)動(dòng)編碼。根據(jù)以上選定的輸入設(shè)備和顯示器件，并考慮到實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)字密碼鎖功。密碼輸入一般采用機(jī)械式和接觸式兩種鍵盤。機(jī)械式3x4鍵盤雖然易產(chǎn)生抖動(dòng)、磨損等問題，但具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高、技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在密碼

17、鎖的設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常被采用。圖2.2是一個(gè)3×4矩陣式鍵盤的面板配置圖，其中數(shù)字0～9作為密碼數(shù)字輸入按鍵，*作為“上鎖”功能按鍵，#作為“解鎖/清除”功能按鍵。如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2 機(jī)械式鍵盤密碼密碼電路</p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)述</b></p><p>　　(1)密碼鎖輸入電路ENTE

18、R.VHD中對(duì)各種分頻信號(hào)/信號(hào)序列的設(shè)計(jì)有獨(dú)到之處。該設(shè)計(jì)中，利用一個(gè)自由計(jì)數(shù)器來產(chǎn)生各種需要的頻率，也就是先建立一個(gè)N位計(jì)數(shù)器，N的大小根據(jù)電路的需求決定。N的值越大，電路可以除頻的次數(shù)就越多，這樣就可以獲得更大的頻率變化，以便提供多種不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)。若輸入時(shí)鐘為CLK，N位計(jì)數(shù)器的輸出為Q[N-1，0]，則Q（0）為CLK的2分頻脈沖信號(hào)，Q（1）為CLK的4分頻脈沖信號(hào)，Q（2）為CLK的8分頻脈沖信號(hào)，……Q(N-1)為C

19、LK的2N分頻脈沖信號(hào)；Q（5 DOWNTO 4）取得的是一個(gè)脈沖波形序列，其值是依00-01-10-11-00-01周期性變化的，其變化頻率為CLK的25分頻，也就是32分頻。我們利用以上規(guī)律即可得到各種我們所需要頻率的信號(hào)或信號(hào)序列；</p><p>　?。?)鍵盤輸入去抖電路的設(shè)計(jì)程序DEBOUCING.VHD在實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)中有較好的參考價(jià)值。</p><p>　　（3)密碼鎖控制

20、電路CONTROL.VHD中對(duì)于數(shù)據(jù)的更新及移位方法比較好。程序中使用語(yǔ)句“ACC<=ACC(11 DOWNTO 0)&DATA_N”非常簡(jiǎn)潔地同時(shí)實(shí)現(xiàn)了ACC中低4位用DATA_N進(jìn)行更新，而高12位用ACC中原來的低12位左移而來的處理。 (4)在密碼鎖輸入電路等模塊的程序的設(shè)計(jì)和仿真中，為了便于觀察一些中間結(jié)果，在程序中增加了一些觀測(cè)輸出點(diǎn)。這一設(shè)計(jì)技巧，對(duì)于較大的程序或多進(jìn)程程序的設(shè)計(jì)非常重要。同時(shí)在仿真時(shí)

21、，為了便于觀測(cè)全局結(jié)果，降低了分頻常數(shù)。同理，在進(jìn)行程序仿真時(shí)，對(duì)于程序中數(shù)目較大的分頻/計(jì)數(shù)/計(jì)時(shí)常數(shù)的修改是非常必要的。</p><p>　　2.3整體組裝設(shè)計(jì)原理圖</p><p>　　系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計(jì)有密碼輸入模塊、密碼控制模塊、密碼顯示模塊三部分組成，故如圖2.3所示：</p><p>　　圖2.3 系統(tǒng)整體組裝設(shè)計(jì)原理圖</p><

22、p><b>　　3單元模塊程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本章節(jié)介紹的是單獨(dú)模塊的程序、原理圖、仿真以及功能說明，共有三個(gè)模塊，分別是電子密碼鎖輸入模塊、電子密碼鎖控制模塊以及顯示模塊。</p><p>　　3.1電子密碼鎖輸入模塊</p><p><b>　?。?）時(shí)序產(chǎn)生電路</b></p>

23、<p>　　本時(shí)序產(chǎn)生電路中使用了三種不同頻率的工作脈沖波形：系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖(它是系統(tǒng)內(nèi)部所有時(shí)鐘脈沖的源頭，且其頻率最高)、彈跳消除取樣信號(hào)、鍵盤掃描信號(hào)。</p><p><b>　?。?）鍵盤掃描電路</b></p><p>　　掃描電路的作用是用來提供鍵盤掃描信號(hào)(表3-1中的KY3～KY0)的，掃描信號(hào)變化的順序依次為1110－1101－1011－0

24、111－1110......依序地周而復(fù)始。 </p><p><b>　?。?）彈跳消除電路</b></p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中采用的矩陣式鍵盤是機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)，因此在開關(guān)切換的瞬間會(huì)在接觸點(diǎn)出現(xiàn)信號(hào)來回彈跳的現(xiàn)象，對(duì)于電子密碼鎖這種靈敏度較高的電路這種彈跳將很可能會(huì)造成誤動(dòng)作輸入，從而影響到密碼鎖操作的正確性。</p><p>　　表3

25、-1 按鍵位置的數(shù)碼關(guān)系</p><p>　　3.1.1輸入模塊程序</p><p>　　LIBRARY IEEE;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;</p><p>　　USE IEEE.ST

26、D_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　ENTITY ENTER IS</p><p>　　PORT(CLK_1K: IN STD_LOGIC;</p><p>　　KEY_IN: IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);</p><p>　　DATA_N: OUT STD_LOGIC_VECT

27、OR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　DATA_F: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　FLAG_N: OUT STD_LOGIC;</p><p>　　FLAG_F: OUT STD_LOGIC;</p><p>　　CQD: OUT STD_LOGIC;</p

28、><p>　　KSEL: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　CSR: OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0));</p><p>　　END ENTITY ENTER;</p><p>　　ARCHITECTURE ART OF ENTER IS</p

29、><p>　　SIGNAL C_QD: STD_LOGIC;</p><p>　　SIGNAL C_SR: STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);</p><p>　　SIGNAL N,F: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　SIGNAL FN,FF: STD_LOGIC;<

30、;/p><p>　　SIGNAL SEL: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　SIGNAL Q: STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);</p><p>　　SIGNAL C: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);</p><p><b&g

31、t;　　BEGIN</b></p><p>　　DATA_N <= N;</p><p>　　DATA_F <= F;</p><p>　　FLAG_N <= FN;</p><p>　　FLAG_F <= FF;</p><p>　　CQD <= C_QD;</p>

32、;<p>　　CSR <= C_SR;</p><p>　　KSEL <= SEL;</p><p>　　C(0)<=KEY_IN(0) ;</p><p>　　C(1) <= KEY_IN(1);</p><p>　　C(2) <= KEY_IN(2);</p><p>　

33、　COUNTER:BLOCK IS</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　PROCESS(CLK_1K) IS</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　IF(CLK_1K'EVENT AND CLK_1K ='1')T

34、HEN</p><p><b>　　Q <= Q+1;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　C_QD <= Q(3);</p><p>　　C_SR <= Q(5 DOWNTO 4);</p><p>　　END

35、PROCESS;</p><p>　　SEL <="1110" WHEN C_SR= 0 ELSE</p><p>　　"1101" WHEN C_SR= 1 ELSE</p><p>　　"1011" WHEN C_SR= 2 ELSE</p><p>　　"011

36、1" WHEN C_SR= 3 ELSE</p><p><b>　　"1111";</b></p><p>　　END BLOCK COUNTER;</p><p>　　KEY_DECODER : BLOCK</p><p>　　SIGNAL Z : STD_LOGIC_VECTOR(4

37、DOWNTO 0);</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　PROCESS(C_QD)</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　Z<=C_SR&C;</p><p>　　IF(C_QD'EVENT

38、 AND C_QD ='1')THEN</p><p><b>　　CASE Z IS</b></p><p>　　WHEN "11101"=> N <= "0000";</p><p>　　WHEN "00011"=> N <= "0

39、001";</p><p>　　WHEN "00101"=> N <= "0010";</p><p>　　WHEN "00110"=> N <= "0011";</p><p>　　WHEN "01011"=> N <=

40、 "0100";</p><p>　　WHEN "01101"=> N <= "0101";</p><p>　　WHEN "01110"=> N <= "0110";</p><p>　　WHEN "10011"=>

41、 N <="0111";</p><p>　　WHEN "10101"=> N <= "1000";</p><p>　　WHEN "10110" => N <= "1001";</p><p>　　WHEN OTHERS => N

42、 <= "1111";</p><p><b>　　END CASE;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　IF C_QD'EVENT AND C_QD = '1' THEN</p><p><b&g

43、t;　　CASE Z IS</b></p><p>　　WHEN "11011" => F <= "0100";</p><p>　　WHEN "11110" => F <= "0001";</p><p>　　WHEN OTHERS => F

44、<= "1000";</p><p><b>　　END CASE;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　END PROCESS;</p><p>　　FN <= NOT ( N(3) AND N(2) AND N(1) A

45、ND N(0));</p><p>　　FF <= F(2) OR F(0);</p><p>　　END BLOCK KEY_DECODER;</p><p>　　END ARCHITECTURE ART;</p><p>　　3.1.2輸入模塊單元</p><p>　　有上面的程序通過quartus II，我

46、們可以得到下面這個(gè)封裝元件。</p><p>　　圖3.1電子密碼鎖鍵盤輸入</p><p>　　3.1.3輸入模塊仿真</p><p>　　圖3.2 密碼鎖輸入模塊仿真圖</p><p>　　3.2電子密碼鎖系統(tǒng)控制模塊</p><p>　　密碼鎖的控制電路是整個(gè)電路的控制中心，主要完成對(duì)數(shù)字按鍵輸入和功能按鍵輸入

47、的響應(yīng)控制。數(shù)字按鍵輸入的響應(yīng)控制：</p><p>　　(1) 如果按下數(shù)字鍵，第一個(gè)數(shù)字會(huì)從顯示器的最右端開始顯示，此后每新按一個(gè)數(shù)字時(shí)，顯示器上的數(shù)字必須左移一格，以便將新的數(shù)字顯示出來。</p><p>　　(2) 假如要更改輸入的數(shù)字，可以按倒退按鍵來清除前一個(gè)輸入的數(shù)字，或者按清除鍵清除所有輸入的數(shù)字，再重新輸入四位數(shù)。</p><p>　　(3) 由于

48、這里設(shè)計(jì)的是一個(gè)四位的電子密碼鎖，所以當(dāng)輸入的數(shù)字鍵超過四個(gè)時(shí)，電路不予理會(huì)，而且不再顯示第四個(gè)以后的數(shù)字。</p><p>　　3.2.1 控制模塊程序</p><p>　　LIBRARY IEEE;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_AR

49、ITH.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　ENTITY CONTROL IS</p><p>　　PORT( DATA_N: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　DATA_F: IN STD_LOGIC_VECT

50、OR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　FLAG_N: IN STD_LOGIC;</p><p>　　FLAG_F: IN STD_LOGIC;</p><p>　　MIMAIN: BUFFER STD_LOGIC;</p><p>　　SETIN: BUFFER STD_LOGIC;</p><p>

51、　　OLD: BUFFER STD_LOGIC;</p><p>　　CQD: IN STD_LOGIC;</p><p>　　ENLOCK: OUT STD_LOGIC;</p><p>　　DATA_BCD: OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0));</p><p>　　END ENTITY C

52、ONTROL;</p><p>　　ARCHITECTURE ART OF CONTROL IS</p><p>　　SIGNAL ACC,REG:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0);</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　PROCESS(CQD,FLAG_F) IS

53、</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p><b>　　IF CQD'</b></p><p>　　EVENT AND CQD='0'THEN</p><p>　　IF FLAG_F='1'THEN</p><p>

54、;　　IF(DATA_F="0100")THEN</p><p>　　ACC<="1111111111111111";</p><p>　　MIMAIN<='0';SETIN<='0';OLD<='0';</p><p>　　ELSIF(DATA_F=&q

55、uot;0001")THEN</p><p>　　IF(MIMAIN='0'AND SETIN='0')THEN</p><p>　　CASE ACC(7 DOWNTO 0) IS</p><p>　　WHEN"00010001"=>ENLOCK<='1';</p>

56、<p>　　WHEN"10011001"=>MIMAIN<='1';</p><p>　　ACC<="1111111111111111";</p><p>　　WHEN"01010101"=>SETIN<='1';</p><p>

57、　　ACC<="1111111111111111";</p><p><b>　　OLD<='1';</b></p><p>　　WHEN OTHERS => NULL;</p><p><b>　　END CASE;</b></p><p>

58、　　ELSIF(MIMAIN='1')THEN</p><p>　　IF ACC=REG THEN</p><p>　　ENLOCK<='0';</p><p>　　MIMAIN<='0';</p><p><b>　　ELSE</b></p>&

59、lt;p>　　MIMAIN<='0';</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　ELSIF(SETIN='1')THEN</p><p>　　IF(OLD='1')THEN</p><p>　　IF(ACC=REG)THEN<

60、;/p><p><b>　　OLD<='0';</b></p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　SETIN<='0';</p><p><b>　　OLD<='0';</b></p&g

61、t;<p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　IF (ACC<"1001100110011001")THEN</p><p><b>　　REG<=ACC;</b></p>

62、<p>　　SETIN<='0';</p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;&

63、lt;/b></p><p>　　ELSIF FLAG_N='1'THEN</p><p>　　ACC<=ACC(11 DOWNTO 0)&DATA_N;</p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;</b><

64、;/p><p>　　END PROCESS;</p><p>　　DATA_BCD<= ACC;</p><p>　　END ARCHITECTURE ART;</p><p>　　3.2.2控制模塊單元</p><p>　　有上面的程序通過quartus II，我們可以得到下面這個(gè)封裝元件。</p>

65、<p>　　圖3.3 電子密碼鎖控制元件</p><p>　　3.2.3控制模塊仿真圖</p><p>　　圖4.4 密碼鎖控制模塊仿真圖</p><p>　　3.3電子密碼鎖系統(tǒng)顯示模塊</p><p>　　密碼顯示電路主要將顯示數(shù)據(jù)的BCD碼轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的編碼。如，若選用七段數(shù)碼管顯示電路，主要將待顯示數(shù)據(jù)的BCD碼轉(zhuǎn)換成數(shù)碼器

66、的七段顯示驅(qū)動(dòng)編碼。密碼鎖顯示電路的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，這里直接采用四個(gè)4-7譯碼器來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.3.1 顯示模塊程序</p><p>　　LIBRARY IEEE;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

67、</p><p>　　ENTITY DISPLAY IS</p><p>　　PORT(DATA_BCD:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);</p><p>　　DOUT7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));</p><p>　　END DISPLAY;</p>&

68、lt;p>　　ARCHITECTURE ART OF DISPLAY IS</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　PROCESS(DATA_BCD)</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　CASE DATA_BCD IS</p&

69、gt;<p>　　WHEN"0000"=>DOUT7<="0111111";</p><p>　　WHEN"0001"=>DOUT7<="0000110";</p><p>　　WHEN"0010"=>DOUT7<="1011011

70、";</p><p>　　WHEN"0011"=>DOUT7<="1001111";</p><p>　　WHEN"0100"=>DOUT7<="1100110";</p><p>　　WHEN"0101"=>DOUT7<

71、="1101101";</p><p>　　WHEN"0110"=>DOUT7<="1111101";</p><p>　　WHEN"0111"=>DOUT7<="0000111";</p><p>　　WHEN"1000"

72、=>DOUT7<="1111111";</p><p>　　WHEN"1001"=>DOUT7<="1101111";</p><p>　　WHEN OTHERS=>DOUT7<="0000000";</p><p><b>　　END CA

73、SE;</b></p><p>　　END PROCESS;</p><p>　　END ARCHITECTURE ART;</p><p>　　3.3.2顯示模塊單元</p><p>　　圖3.5 電子密碼鎖顯示模塊元件</p><p>　　3.3.3顯示模塊仿真</p><p>

74、　　圖3.6 密碼鎖顯示模塊仿真圖</p><p><b>　　4小結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過這次EDA課程設(shè)計(jì)的一個(gè)星期，不僅溫習(xí)和鞏固了課堂上所學(xué)過的基礎(chǔ)知識(shí)，而且學(xué)到了很多書本上都沒有提及的內(nèi)容，進(jìn)一步加深了對(duì)EDA技術(shù)的了解。在課設(shè)過程中，調(diào)試頂層文件程序時(shí)遇到了不少問題，比如，各元件之間的連接和信號(hào)的定義，但是最后在細(xì)心的檢查下，還是成功排除了錯(cuò)誤

75、和警告；在波形仿真時(shí)，想要的結(jié)果不能在波形上得到正確的顯示，在經(jīng)過十幾次的調(diào)試后，才發(fā)現(xiàn)是因?yàn)檩斎氲臅r(shí)鐘信號(hào)對(duì)于器件的延遲時(shí)間來說太短了。時(shí)鐘周期設(shè)置在15秒左右比較合適，Endtime的值需要設(shè)置的長(zhǎng)一點(diǎn)10us左右，這樣就可以觀察到完整的仿真結(jié)果。</p><p>　　其次，在連接各個(gè)模塊的時(shí)候一定要注意各個(gè)輸入、輸出引腳的線寬，因?yàn)槊總€(gè)線寬是不一樣的，只有讓各個(gè)線寬互相匹配，才能得出最終的正確的結(jié)果。否則，

76、出現(xiàn)任何一點(diǎn)小的誤差就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)文件系統(tǒng)的編譯出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，在器件的選擇上也有一定的技巧，只有選擇了適合當(dāng)前電路所的器件，編譯才能成功。</p><p>　　通過這次EDA課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

77、<p>　　[1] 譚會(huì)生，張昌凡. EDA 技術(shù)及應(yīng)用（第二版）西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[2] 徐光軍，徐光輝. CPLD/FPGA 的開發(fā)與應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[3] 李國(guó)麗，朱維勇. EDA 與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　編(1997)